JP4876031B2 - Analysis equipment - Google Patents

Analysis equipment Download PDF

Info

Publication number
JP4876031B2
JP4876031B2 JP2007165117A JP2007165117A JP4876031B2 JP 4876031 B2 JP4876031 B2 JP 4876031B2 JP 2007165117 A JP2007165117 A JP 2007165117A JP 2007165117 A JP2007165117 A JP 2007165117A JP 4876031 B2 JP4876031 B2 JP 4876031B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
solution
electrode
medium
reference electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007165117A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009002839A (en
JP2009002839A5 (en
Inventor
悠 石毛
政男 釜堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2007165117A priority Critical patent/JP4876031B2/en
Priority to US12/155,919 priority patent/US8128796B2/en
Publication of JP2009002839A publication Critical patent/JP2009002839A/en
Publication of JP2009002839A5 publication Critical patent/JP2009002839A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4876031B2 publication Critical patent/JP4876031B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49Blood
    • G01N33/492Determining multiple analytes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

本発明は,生体成分を分析する分析装置及び方法に関する。   The present invention relates to an analysis apparatus and method for analyzing biological components.

近年の医学の進歩は著しく,多くの病気に対して迅速で適切な診断・治療が行われており,心身共に健康な生活が過ごせるようになっている。また,成人病検診等の各種検診の実施により,疾病の早期発見・治療も広く行われている。これらの各種検診や検査では,主に血液や尿を検体として生化学自動分析装置が用いられている(特開昭57-82769号公報)。生化学自動分析装置では,検体である血液中の糖や蛋白質,脂質,酵素などの成分を酵素反応や化学的発色反応を利用して分析する吸光度計測を用いている。   In recent years, medical progress has been remarkable, and rapid and appropriate diagnosis and treatment have been carried out for many illnesses. In addition, early detection and treatment of diseases are widely performed by conducting various screenings such as screening for adult diseases. In these various examinations and tests, biochemical automatic analyzers are mainly used with blood and urine as specimens (Japanese Patent Laid-Open No. 57-82769). Biochemical automatic analyzers use absorbance measurement to analyze components such as sugars, proteins, lipids, and enzymes in the blood, which are specimens, using enzymatic reactions or chemical coloring reactions.

生化学自動分析装置では,患者の負担を減らすための低侵襲化(採血量の低減)と使用する試薬量を減らすことによる低コスト化を目的として,測定溶液の微量化が進められている。測定溶液を微量化することで,廃液量も低減できる利点もある。   In biochemical automatic analyzers, the amount of measurement solution is being reduced in order to reduce the burden on patients and reduce costs by reducing the amount of reagents used. There is also an advantage that the amount of waste liquid can be reduced by reducing the amount of measurement solution.

しかしながら,吸光度計測での測定溶液の微量化は,装置を相似形で小さくするだけでは実現できない。吸光度Aは,
A=εcl
ε:モル吸光係数
c:試料濃度
l:光路長
で表されるランベルト・ベールの法則に従う。そのため,測定溶液の微量化の際に,吸光度変化を同程度に保つには,光路長lを同程度に保つ必要がある。従って,測定溶液を微量化するには,光の進行方向に細長いセルとしなくてはならず,光学系の単純な小型化による測定溶液の微量化は現実的ではない。その上,測定溶液の微量化により照射する光の断面積が小さくなると,光検出器で得られる信号強度が減少するため,測定精度は低下するといった問題もある。
However, it is not possible to reduce the amount of measurement solution in absorbance measurement by simply reducing the size of the device in a similar manner. Absorbance A is
A = εcl
ε: Molar extinction coefficient c: Sample concentration l: Follows Lambert-Beer law expressed by optical path length. Therefore, in order to keep the change in absorbance at the same level when the measurement solution is made minute, it is necessary to keep the optical path length l at the same level. Therefore, in order to reduce the amount of the measurement solution, the cells must be elongated in the direction of light travel, and it is not practical to reduce the amount of the measurement solution by simply downsizing the optical system. In addition, if the cross-sectional area of the irradiated light is reduced due to the small amount of the measurement solution, the signal intensity obtained by the photodetector is reduced, resulting in a problem that the measurement accuracy is lowered.

電気化学検出を用いた測定装置として,電流測定を測定原理とする酵素センサが知られている。酵素センサの一例であるグルコースセンサでは,過酸化水素電極を用いている。検体である血液中のグルコースと溶存酸素をグルコースオキシダーゼの働きで反応させ,過酸化水素を生成させる。生成された過酸化水素は,過酸化水素電極上でのH2O2→2H++O2+2e-の反応により電流に変換されるため,測定された電流値からグルコース濃度が求められる。また,この原理を利用して多項目の成分を測定可能にした生化学分析装置として,i-Stat(Clin. Chem. 39/2 (1993) 283-287)がある。しかし,電流計測では,電極面積に信号強度が依存しているため,吸光度計測と同様に,反応溶液の微量化が困難である。例えば,酸化還元物質の電極表面での酸化還元反応に伴う電流は,酸化還元物質濃度と電極面積の積に比例する。 As a measuring device using electrochemical detection, an enzyme sensor based on current measurement is known. A glucose sensor, which is an example of an enzyme sensor, uses a hydrogen peroxide electrode. Glucose in the blood, which is the specimen, and dissolved oxygen are reacted by the action of glucose oxidase to generate hydrogen peroxide. The generated hydrogen peroxide is converted into an electric current by the reaction of H 2 O 2 → 2H + + O 2 + 2e on the hydrogen peroxide electrode, so that the glucose concentration is obtained from the measured current value. In addition, i-Stat (Clin. Chem. 39/2 (1993) 283-287) is a biochemical analyzer that makes it possible to measure multiple components using this principle. However, in current measurement, since the signal intensity depends on the electrode area, it is difficult to reduce the amount of the reaction solution as in the case of absorbance measurement. For example, the current accompanying the redox reaction on the electrode surface of the redox material is proportional to the product of the redox material concentration and the electrode area.

一方,電位測定を用いてグルコースを測定する生化学分析装置もある(特表平9-500727号公報)。本センサは,金や白金などでできた作用電極と参照電極で構成され,測定溶液中に酵素と酸化還元物質が存在する。また,作用電極と参照電極は,電位差を測定する装置に接続されている。測定溶液中に測定対象物質が添加されると,酵素反応により測定対象物質が酸化され,同時に酸化状態の酸化還元物質が還元される。その際に生じる作用電極と参照電極間の電位差は次のネルンストの式に従う。   On the other hand, there is also a biochemical analyzer that measures glucose using potential measurement (Japanese Patent Publication No. 9-500727). This sensor consists of a working electrode made of gold or platinum and a reference electrode, and an enzyme and a redox substance are present in the measurement solution. The working electrode and the reference electrode are connected to a device for measuring a potential difference. When the measurement target substance is added to the measurement solution, the measurement target substance is oxidized by the enzyme reaction, and at the same time, the oxidized redox substance is reduced. The potential difference between the working electrode and the reference electrode generated at that time follows the following Nernst equation.

Figure 0004876031
E:作用電極の表面電位
E0:酸化還元物質の標準電位
R:気体定数
T:絶対温度
n:酸化還元物質の酸化型と還元型の電荷の差
F:ファラデー定数
Cox:酸化還元物質の酸化型の濃度
Cred:酸化還元物質の還元型の濃度
Figure 0004876031
E: Surface potential of the working electrode
E 0 : standard potential of redox material
R: Gas constant
T: Absolute temperature
n: Difference between oxidized and reduced charge of redox material
F: Faraday constant
C ox : Concentration of oxidized form of redox substance
C red : Concentration of reduced form of redox material

上式から分かるように,作用電極と参照電極間の電位差は電極面積に依存しない。そのため,電位測定を用いた生化学分析装置では,測定溶液を微量化しても信号強度が減少しない。   As can be seen from the above equation, the potential difference between the working electrode and the reference electrode does not depend on the electrode area. Therefore, in a biochemical analyzer using potential measurement, the signal intensity does not decrease even if the measurement solution is made very small.

特開昭57-82769号公報JP 57-82769 A 特表平9-500727号公報JP 9-500727 Clin. Chem. 39/2 (1993) 283-287Clin. Chem. 39/2 (1993) 283-287

測定溶液の微量化には,信号強度が液量や電極面積に依存しない電位計測が適している。しかし,電位計測を用いて複数の試料や項目を同時に測定できる装置を構築する場合,新たな課題が生じる。電位計測では,基準となる電位として参照電極が必要なため,参照電極が試料の数だけ必要となる。参照電極が多数必要になると,装置のコストが増大するだけでなく,参照電極間のばらつきに起因する電位差の誤差が生じてしまう。   In order to reduce the amount of the measurement solution, potential measurement whose signal intensity does not depend on the amount of liquid or the electrode area is suitable. However, when constructing a device that can measure multiple samples and items simultaneously using potential measurement, a new problem arises. In the potential measurement, a reference electrode is required as a reference potential, and therefore, as many reference electrodes as the number of samples are required. When a large number of reference electrodes are required, not only the cost of the apparatus increases, but also an error in potential difference caused by variations between the reference electrodes occurs.

さらに,微量な測定溶液の測定では,参照電極を小型にする必要がある。その場合,通常用いられる内部液を有する参照電極を,安定性や寿命を維持したまま小型化することは困難である。現状では,内部液を有しない銀塩化銀電極等の疑似電極を用いているため,安定性と寿命が問題となっている。   In addition, the reference electrode needs to be small for measuring a very small amount of measurement solution. In that case, it is difficult to reduce the size of a reference electrode having an internal liquid that is usually used while maintaining stability and life. Currently, pseudo-electrodes such as silver-silver chloride electrodes that do not have an internal solution are used, so stability and life are problems.

上記課題を解決するために,本発明では,媒体として水と非混和の液体を用いた電位測定を行う。複数の槽にまたがって有機塩を含有する水と非混和の液体もしくは有機塩そのものを配置し,内部液を有した参照電極をその内部液が前記媒体と接触するように配置する。望ましくは,参照電極の内部液の量を各試料溶液の量よりも多くする。   In order to solve the above problems, in the present invention, potential measurement is performed using a liquid immiscible with water as a medium. A liquid immiscible with water containing organic salt or the organic salt itself is disposed across a plurality of tanks, and a reference electrode having an internal liquid is disposed so that the internal liquid is in contact with the medium. Desirably, the amount of the internal solution of the reference electrode is made larger than the amount of each sample solution.

複数のセルにまたがった媒体として水と非混和の液体を配置することで,試料間の混和の抑制と単一の内部液を有した参照電極を用いた複数の電極の界面電位の計測を両立させることができる。単一の参照電極であるため,複数の参照電極を用いた場合に生じる参照電極間のばらつきが問題とならない。内部液を有した参照電極を用いることで,従来の擬似電極で問題となった安定性と寿命が問題とならない。望ましくは,参照電極の内部液の量を各試料溶液の量よりも多くすることで,微小なリーク電流が生じた際の基準電位に与える影響を低減することができる。微量な試料を測定するために槽を小型化した際にも,槽におさまらない大きさの内部液を有した参照電極を用いることができるため,安定な基準電位を得ることができる。一つの槽を内部液を有した参照電極として機能させることで,さらに装置を小型化することができる。媒体が有機塩を含有することで,媒体内の電位分布が抑制され,媒体内の電位分布に起因する測定誤差を低減させられる。   By arranging a liquid that is immiscible with water as a medium that spans multiple cells, it is possible to suppress mixing between samples and measure the interfacial potential of multiple electrodes using a reference electrode with a single internal liquid. Can be made. Since it is a single reference electrode, there is no problem with variations between reference electrodes that occur when a plurality of reference electrodes are used. By using a reference electrode with an internal solution, the stability and lifetime that are problems with conventional pseudo electrodes are not a problem. Desirably, by making the amount of the internal solution of the reference electrode larger than the amount of each sample solution, the influence on the reference potential when a minute leak current is generated can be reduced. Even when the tank is downsized to measure a very small amount of sample, a reference electrode having an internal liquid of a size that does not fit in the tank can be used, so that a stable reference potential can be obtained. By making one tank function as a reference electrode having an internal liquid, the apparatus can be further miniaturized. When the medium contains an organic salt, the potential distribution in the medium is suppressed, and measurement errors caused by the potential distribution in the medium can be reduced.

以下,図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は,本発明による小型分析装置の一例を示すブロック図である。本実施例の分析装置は,測定部101,信号処理回路102,及びデータ処理装置103から構成される。測定部101は,測定容器104,媒体105,測定溶液106,電極107,電位計108,参照電極109からなる。測定容器104は隔壁によって複数の槽に区切られていて,各槽に電極107が一つずつ配置され,各電極107には電位計108が一つずつ接続され,電位計108のもう一端は参照電極109に接続されている。各槽には,測定溶液106が存在し,複数の槽にまたがって媒体105が存在している。媒体105は,複数の測定溶液106及び参照電極109と接触している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a small analyzer according to the present invention. The analyzer according to this embodiment includes a measuring unit 101, a signal processing circuit 102, and a data processing device 103. The measurement unit 101 includes a measurement container 104, a medium 105, a measurement solution 106, an electrode 107, an electrometer 108, and a reference electrode 109. The measuring container 104 is divided into a plurality of tanks by partition walls, and one electrode 107 is arranged in each tank, and one electrometer 108 is connected to each electrode 107. The other end of the electrometer 108 is referred to. It is connected to the electrode 109. In each tank, the measurement solution 106 exists, and the medium 105 exists across a plurality of tanks. The medium 105 is in contact with the plurality of measurement solutions 106 and the reference electrode 109.

測定手順の一例を示す。まず,各測定溶液106を各槽に注入する。このとき,測定溶液106は槽から溢れない程度としておく。次に,媒体105を測定容器104中に複数の槽をまたがるように注入する。媒体105の比重が測定溶液106よりも重い場合,媒体105が測定溶液106の下に回りこまないように注意深く行う。次に,参照電極109を液絡部が媒体105と接触するように配置する。最後に各電位計108の示す電位を読み取る。   An example of a measurement procedure is shown. First, each measurement solution 106 is poured into each tank. At this time, the measurement solution 106 is set so as not to overflow from the tank. Next, the medium 105 is injected into the measurement container 104 so as to straddle a plurality of tanks. When the specific gravity of the medium 105 is heavier than that of the measurement solution 106, the process is carefully performed so that the medium 105 does not fall under the measurement solution 106. Next, the reference electrode 109 is disposed so that the liquid junction is in contact with the medium 105. Finally, the potential indicated by each electrometer 108 is read.

測定溶液106を媒体105と接触しやすくするために,測定溶液106を槽から溢れるぎりぎりまで注入する場合もある。また,媒体105を注入してから,各槽に各測定溶液106を注入する場合もある。一つの槽に,試料と試薬のような異なる溶液をそれぞれ注入し,槽内で反応させてもよい。   In order to make the measurement solution 106 easily come into contact with the medium 105, the measurement solution 106 may be injected to the limit overflowing from the tank. In some cases, each measurement solution 106 is injected into each tank after the medium 105 is injected. Different solutions such as a sample and a reagent may be injected into one tank and reacted in the tank.

媒体105には,水と非混和の液体を用いる。水と非混和の液体を用いることで,槽間の試料溶液106を混和させることなく,複数の槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位を読み取ることができる。例えば,媒体105の代わりに水と混和する液体を用いることでも,複数の槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位を読み取ることはできるが,その際,前記液体と各測定溶液106が混和したり,さらに,各測定溶液106が混和したりしてしまう恐れがある。   As the medium 105, a liquid immiscible with water is used. By using a liquid immiscible with water, the interfacial potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged in a plurality of tanks can be read without mixing the sample solution 106 between the tanks. For example, even when a liquid miscible with water is used instead of the medium 105, the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged in a plurality of tanks can be read. There is a possibility that 106 is mixed, and furthermore, each measurement solution 106 is mixed.

媒体105を介して参照電極109と各槽内に配置された電極107との電位差を測定することで,各槽の断面よりも大きな断面を有する参照電極を用いることができる。媒体105を介さずに参照電極109と各槽内に配置された電極107との電位差を測定するには,例えば,各槽内に参照電極を配置することが考えられる。しかし,その場合,各槽の断面は,参照電極の断面を包括するだけの大きさがなくてはならない。従って,より少ない測定溶液106で各槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位を読み取るには,参照電極の断面を小さくすることが必要となる。小さな参照電極は,液絡部のつまりや電位の安定性,寿命などの点において,大きな参照電極よりも不利となる。実際は小型の参照電極として内部液を有しない銀塩化銀電極等の疑似電極を用いることが多く,その場合安定性と寿命の点で,さらに不利となる。   By measuring the potential difference between the reference electrode 109 and the electrode 107 disposed in each tank via the medium 105, a reference electrode having a cross section larger than that of each tank can be used. In order to measure the potential difference between the reference electrode 109 and the electrode 107 arranged in each tank without using the medium 105, for example, it is conceivable to arrange the reference electrode in each tank. However, in that case, the cross section of each tank must be large enough to encompass the cross section of the reference electrode. Therefore, in order to read the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged in each tank with a smaller amount of the measurement solution 106, it is necessary to reduce the cross section of the reference electrode. A small reference electrode is more disadvantageous than a large reference electrode in terms of clogging of the liquid junction, potential stability, life, and the like. In practice, a pseudo-electrode such as a silver-silver chloride electrode having no internal liquid is often used as a small reference electrode, which is further disadvantageous in terms of stability and life.

媒体105を介して各槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位を読み取ることで,槽の数よりも少ない数の参照電極を用いることができる。媒体105を介さずに各槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位を読み取るには,例えば,各槽内に参照電極を配置することが考えられる。しかし,その場合,槽の数と同じ数の参照電極が必要であり,装置コストがかかるばかりでなく,各参照電極間の電位のばらつきが問題となることがある。もしくは,一つの参照電極を各槽に代わる代わる配置し,各槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位を一つずつ読み取ることが考えられる。その場合,前述のコストや各参照電極間の電位のばらつきは問題とならないが,一方で,各測定溶液106の混和を防ぐために参照電極を一回の電位測定のたびに洗浄する必要があり手間であったり,一つずつ電位差を読み取るため一度に複数の電位差を読み取る場合に比べて測定時間がかかったりする。   By reading the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 disposed in each tank via the medium 105, a smaller number of reference electrodes than the number of tanks can be used. In order to read the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged in each tank without using the medium 105, for example, it is conceivable to arrange a reference electrode in each tank. However, in that case, the same number of reference electrodes as the number of tanks is required, which not only increases the cost of the apparatus, but also may cause a problem in potential variations between the reference electrodes. Alternatively, it is conceivable that one reference electrode is arranged instead of each tank, and the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged in each tank is read one by one. In this case, the above-mentioned cost and the variation in potential between the reference electrodes do not matter, but on the other hand, it is necessary to clean the reference electrode at each potential measurement in order to prevent the mixing of each measurement solution 106. Or it takes more measurement time than reading multiple potential differences at a time because the potential difference is read one by one.

試料溶液106を覆うように媒体105を配置することで,試料溶液106の蒸発を防ぐことができる。試料溶液を微量化すると,試料溶液の蒸発の効果は顕著になる。その際,試料溶液と非混和の何らかの物質で試料溶液を覆うことで試料溶液の蒸発を抑制することができるが,本実施例のように媒体105を配置することで,蒸発の抑制と電位の測定を両立することができる。   By disposing the medium 105 so as to cover the sample solution 106, evaporation of the sample solution 106 can be prevented. When the sample solution is made minute, the effect of evaporation of the sample solution becomes significant. At that time, the sample solution can be prevented from evaporating by covering the sample solution with some material immiscible with the sample solution. However, by arranging the medium 105 as in this embodiment, the evaporation is suppressed and the potential is reduced. Measurements can be made compatible.

媒体105は有機塩を含むことが望ましい。もしくは,液体の有機塩を用いることが望ましい。媒体105が絶縁性である場合,媒体内に電位勾配が生じてしまうことがある。その場合,各槽近傍での媒体内の電位は等しくないため,各槽内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位をより正確に測定することが難しくなる。各槽n内に配置された電極107と接続された各電位計108の値をVnとすると,
Vn = VRef+ φRef + VGrad,n + φpho,nn
となる。ここで,
VRef: 参照電極109の界面電位
φRef: 参照電極109の内部液と媒体105の界面電位
VGrad,n: 媒体105内の,参照電極109近傍と各槽n近傍の電位勾配
φpho,n: 媒体105と各槽n内の各測定溶液106の界面電位
φn: 各槽n内に配置された電極107と測定溶液106の界面電位
である。この式に基づいて,Vnからφnを求めることができる。ここで,VRefとφRefは槽nに依存しない。φpho,nが各測定溶液間で大きく違わないと考えると,VGrad,nが0であれば,Vnからφnを求めることができる。しかし,VGrad,nが存在すると,Vnから正確なφnを求めることができない。媒体105に有機塩が溶解していると,有機塩が支持電解質となり,VGradを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。さらに,媒体105もしくは測定溶液106は,どちらの液体にも溶解することのできる塩を含有することが望ましい。そのような塩が存在することで,φpho,nを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。
The medium 105 preferably contains an organic salt. Alternatively, it is desirable to use a liquid organic salt. When the medium 105 is insulative, a potential gradient may occur in the medium. In this case, since the potentials in the medium in the vicinity of each tank are not equal, it becomes difficult to measure the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged in each tank more accurately. If the value of each electrometer 108 connected to the electrode 107 arranged in each tank n is V n ,
V n = V Ref + φ Ref + V Grad, n + φ pho, n + φ n
It becomes. here,
V Ref : Interface potential of reference electrode 109 φ Ref : Interface potential of internal liquid of reference electrode 109 and medium 105
V Grad, n : Potential gradient in the vicinity of the reference electrode 109 and each tank n in the medium 105 φ pho, n : Interface potential between the medium 105 and each measurement solution 106 in each tank n φ n : In each tank n This is the interface potential between the electrode 107 and the measurement solution 106 arranged. Based on this equation, φ n can be obtained from V n . Here, V Ref and φ Ref do not depend on tank n. Assuming that φ pho, n does not differ greatly between the measurement solutions, if V Grad, n is 0, φ n can be obtained from V n . However, if V Grad, n exists, accurate φ n cannot be obtained from V n . When the organic salt is dissolved in the medium 105, the organic salt becomes a supporting electrolyte, V Grad can be reduced, and more accurate φ n can be obtained from V n . Further, the medium 105 or the measurement solution 106 preferably contains a salt that can be dissolved in either liquid. The existence of such a salt makes it possible to reduce φ pho, n and to obtain a more accurate φ n from V n .

参照電極109としては,内部液を有する銀塩化銀電極,水素電極,カロメル電極,硫酸第一水銀電極,酸化水銀電極の他,フェロセン/フェリシニウムイオンやフェリシアン/フェロシアンのような可逆なレドックス系の電極反応を基準電位として用いた参照電極を用いることができる。電極107には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体105には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   The reference electrode 109 includes a silver / silver chloride electrode having an internal liquid, a hydrogen electrode, a calomel electrode, a mercuric sulfate electrode, a mercury oxide electrode, and a reversible redox such as ferrocene / ferricinium ion and ferricyan / ferrocyan. A reference electrode using a system electrode reaction as a reference potential can be used. As the electrode 107, a noble metal such as gold, silver, copper, or platinum, a material obtained by modifying them with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 105, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

図2は,本発明による小型分析装置の一例を示すブロック図である。本実施例の分析装置は,測定部201,信号処理回路202,及びデータ処理装置203から構成される。測定部201は,測定容器204,媒体205,測定溶液206,測定電極207,電位計208,参照電極内部液209,参照電極210からなる。測定容器204は複数の槽に区切られていて,各槽に測定電極207が一つずつ配置され,一つの槽に参照電極210が配置されている。各測定電極207には電位計208が一つずつ接続され,電位計208のもう一端は参照電極210に接続されている。各測定電極207が配置された各槽には各測定溶液206が存在し,参照電極210が配置された槽には参照電極内部液209が存在している。各測定電極の存在する各槽と参照電極の存在する槽にまたがって媒体205が存在している。媒体205は,各測定溶液206及び参照電極内部液209と接触している。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of a small analyzer according to the present invention. The analyzer according to this embodiment includes a measuring unit 201, a signal processing circuit 202, and a data processing device 203. The measurement unit 201 includes a measurement container 204, a medium 205, a measurement solution 206, a measurement electrode 207, an electrometer 208, a reference electrode internal liquid 209, and a reference electrode 210. The measurement container 204 is divided into a plurality of tanks, one measurement electrode 207 is disposed in each tank, and the reference electrode 210 is disposed in one tank. One electrometer 208 is connected to each measurement electrode 207, and the other end of the electrometer 208 is connected to the reference electrode 210. Each measurement solution 206 exists in each tank in which each measurement electrode 207 is arranged, and a reference electrode internal liquid 209 exists in the tank in which the reference electrode 210 is arranged. The medium 205 exists across each tank where each measurement electrode exists and the tank where the reference electrode exists. The medium 205 is in contact with each measurement solution 206 and the reference electrode internal liquid 209.

測定手順の一例を示す。まず,測定溶液206を各測定電極の存在する各槽に注入する。このとき,測定溶液206は槽から溢れない程度としておく。参照電極の存在する槽には,参照電極内部液209を注入する。次に,媒体205を測定容器204中に複数の槽をまたがるように注入する。媒体205の比重が測定溶液206や参照電極内部液209よりも重い場合,媒体205が測定溶液206や参照電極内部液209の下に回りこまないように注意深く行う。最後に各測定電極207に接続された各電位計208の示す電位を読み取る。   An example of a measurement procedure is shown. First, the measurement solution 206 is poured into each tank in which each measurement electrode exists. At this time, the measurement solution 206 is set so as not to overflow from the tank. A reference electrode internal liquid 209 is injected into the tank in which the reference electrode exists. Next, the medium 205 is injected into the measurement container 204 so as to straddle a plurality of tanks. When the specific gravity of the medium 205 is heavier than that of the measurement solution 206 and the reference electrode internal liquid 209, the process is carefully performed so that the medium 205 does not fall under the measurement solution 206 or the reference electrode internal liquid 209. Finally, the potential indicated by each electrometer 208 connected to each measurement electrode 207 is read.

測定溶液206や参照電極内部液209を媒体205と接触しやすくするために,測定溶液206や参照電極内部液209を槽から溢れるぎりぎりまで注入する場合もある。また,媒体205を注入してから,各槽に各測定溶液206や参照電極内部液209を注入する場合もある。一つの槽に,試料と試薬のような異なる溶液をそれぞれ注入し,槽内で反応させてもよい。   In order to make the measurement solution 206 and the reference electrode internal solution 209 easily come into contact with the medium 205, the measurement solution 206 and the reference electrode internal solution 209 may be injected to the limit overflowing from the tank. In some cases, after the medium 205 is injected, each measurement solution 206 and the reference electrode internal solution 209 are injected into each tank. Different solutions such as a sample and a reagent may be injected into one tank and reacted in the tank.

媒体205には,水と非混和の液体を用いる。水と非混和の液体を用いることで,槽間の試料溶液206や参照電極内部液209を混和させることなく,複数の槽内に配置された電極207と測定溶液206の界面電位を読み取ることができる。例えば,媒体205の代わりに水と混和する液体を用いることでも,複数の槽内に配置された電極207と測定溶液206の界面電位を読み取ることはできるが,その際,前記液体と各測定溶液206が混和したり,各測定溶液206が混和したり,各測定溶液206と参照電極内部液209してしまう恐れがある。   A liquid immiscible with water is used as the medium 205. By using a liquid immiscible with water, the interfacial potential between the electrode 207 and the measurement solution 206 arranged in a plurality of tanks can be read without mixing the sample solution 206 or the reference electrode internal liquid 209 between the tanks. it can. For example, by using a liquid miscible with water instead of the medium 205, the interface potential between the electrode 207 and the measurement solution 206 arranged in a plurality of tanks can be read. There is a possibility that 206 may be mixed, each measurement solution 206 may be mixed, or each measurement solution 206 and reference electrode internal solution 209 may be mixed.

一つの槽を参照電極とすることによって,参照電極を別途設ける場合に比べて,装置を小型にできる場合がある。さらに,電位測定のための配線を短くすることができる場合があり,ノイズやリーク電流の点で有利となる。参照電極が小さくなったことで安定性が低下した場合は,測定電極207の一部を参照電極209と同一のものを用いて,その槽に試料溶液206の代わりに参照電極内部液209を注入し,これらの電極を副参照電極とする。参照電極209と副参照電極が正しく機能している場合,これら二電極間の電位差は0となる。そのため,これら二電極間の電位差が0でない場合,その電位を用いて他の測定された電位を補正すれば,参照電極の安定性を向上させられる場合がある。例えば,ある測定電極207で測定された電位をV,副参照電極で測定された電位をVrefとした場合,補正後の電位V'を,V'=V-Vref/2 の式から求める。さらに,複数の副参照電極の電位を用いて補正を行うことで,安定性はさらに向上する場合がある。副参照電極の別の用途として,媒体205の内部に存在する電位勾配を補償することができる場合がある。媒体205の導電率が十分でないと,媒体205の内部で電位勾配が生じることがある。副参照電極を分散して配置し,それぞれの電位差を計測することで,媒体205の内部の電位勾配を推測できる。その値を用いて各測定電極207での測定値を補正することで,媒体205の内部の電位勾配の影響を低減することができる。 By using one tank as a reference electrode, the apparatus may be smaller than when a reference electrode is provided separately. Furthermore, the potential measurement wiring may be shortened, which is advantageous in terms of noise and leakage current. If the stability is reduced due to the smaller reference electrode, a part of the measurement electrode 207 is the same as the reference electrode 209, and the reference electrode internal solution 209 is injected into the tank instead of the sample solution 206. These electrodes are used as sub-reference electrodes. When the reference electrode 209 and the sub-reference electrode are functioning correctly, the potential difference between these two electrodes is zero. Therefore, when the potential difference between these two electrodes is not 0, the stability of the reference electrode may be improved by correcting other measured potentials using the potential. For example, when the potential measured at a certain measurement electrode 207 is V and the potential measured at the sub-reference electrode is V ref , the corrected potential V ′ is obtained from the formula V ′ = VV ref / 2. Further, stability may be further improved by performing correction using the potentials of the plurality of sub-reference electrodes. As another use of the sub-reference electrode, there is a case where a potential gradient existing inside the medium 205 can be compensated. If the conductivity of the medium 205 is not sufficient, a potential gradient may occur inside the medium 205. The potential gradient inside the medium 205 can be estimated by dispersing and arranging the sub-reference electrodes and measuring each potential difference. By correcting the measurement value at each measurement electrode 207 using the value, the influence of the potential gradient inside the medium 205 can be reduced.

試料溶液206を覆うように媒体205を配置することで,試料溶液206の蒸発を防ぐことができる。試料溶液を微量化すると,試料溶液の蒸発の効果は顕著になる。その際,試料溶液と非混和の何らかの物質で試料溶液を覆うことで試料溶液の蒸発を抑制することができるが,本実施例のように媒体205を配置することで,蒸発の抑制と電位の測定を両立することができる。   By disposing the medium 205 so as to cover the sample solution 206, evaporation of the sample solution 206 can be prevented. When the sample solution is made minute, the effect of evaporation of the sample solution becomes significant. At that time, the sample solution can be prevented from evaporating by covering the sample solution with some material immiscible with the sample solution. However, by arranging the medium 205 as in this embodiment, the evaporation is suppressed and the potential is reduced. Measurements can be made compatible.

媒体205は有機塩を含むことが望ましい。もしくは,液体の有機塩を用いることが望ましい。媒体205が絶縁性である場合,媒体内に電位勾配が生じてしまうことがある。その場合,各槽近傍での媒体内の電位は等しくないため,各槽内に配置された電極207と測定溶液206の界面電位をより正確に測定することが難しくなる。各槽n内に配置された電極207と接続された各電位計208の値をVnとすると,
Vn = VRef + φRef + VGrad,n + φpho,nn
となる。ここで,
VRef: 参照電極210の界面電位
φRef: 参照電極内部液209と媒体205の界面電位
VGrad,n: 媒体205内の,参照電極内部液209近傍と各槽n近傍の電位勾配
φpho,n: 媒体205と各槽n内の各測定溶液206の界面電位
φn: 各槽n内に配置された電極207と測定溶液206の界面電位
である。この式に基づいて,Vnからφnを求めることができる。ここで,VRefとφRefは槽nに依存しない。φpho,nが各測定溶液間で大きく違わないと考えると, VGrad,nが存在しなければ,Vnからφnを求めることができる。しかし,VGrad,nが存在すると,Vnから正確なφnを求めることができない。媒体205に有機塩が溶解していると,有機塩が支持電解質となり,VGradを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。さらに,媒体205もしくは測定溶液206は,どちらの液体にも溶解することのできる塩を含有することが望ましい。そのような塩が存在することで,φpho,nを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。
The medium 205 preferably contains an organic salt. Alternatively, it is desirable to use a liquid organic salt. When the medium 205 is insulative, a potential gradient may occur in the medium. In this case, since the potentials in the medium in the vicinity of each tank are not equal, it becomes difficult to measure the interface potential between the electrode 207 and the measurement solution 206 arranged in each tank more accurately. When the value of each electrometer 208 connected to the electrode 207 disposed in each tank n is V n ,
V n = V Ref + φ Ref + V Grad, n + φ pho, n + φ n
It becomes. here,
V Ref : Interface potential of reference electrode 210 φ Ref : Interface potential of reference electrode internal liquid 209 and medium 205
V Grad, n : Potential gradient in the medium 205 near the reference electrode internal liquid 209 and in the vicinity of each tank n φ pho, n : Interface potential between the medium 205 and each measurement solution 206 in each tank n φ n : Each tank n It is the interface potential between the electrode 207 and the measurement solution 206 arranged inside. Based on this equation, φ n can be obtained from V n . Here, V Ref and φ Ref do not depend on tank n. Assuming that φ pho, n does not differ greatly between the measurement solutions, if V Grad, n does not exist, φ n can be obtained from V n . However, if V Grad, n exists, accurate φ n cannot be obtained from V n . When the organic salt is dissolved in the medium 205, the organic salt becomes a supporting electrolyte, V Grad can be reduced, and more accurate φ n can be obtained from V n . Further, the medium 205 or the measurement solution 206 preferably contains a salt that can be dissolved in either liquid. The existence of such a salt makes it possible to reduce φ pho, n and to obtain a more accurate φ n from V n .

参照電極210と参照電極内部液209の組み合わせとしては,銀塩化銀電極と塩化カリウム水溶液,銀塩化銀電極と塩化ナトリウム水溶液,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェロセン/フェリシニウムイオン,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェリシアン/フェロシアンなどを用いることができる。測定電極207には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体205には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   The combination of the reference electrode 210 and the reference electrode internal solution 209 includes a silver-silver chloride electrode and a potassium chloride aqueous solution, a silver-silver chloride electrode and a sodium chloride aqueous solution, a noble metal electrode such as gold, silver, copper, and platinum and a ferrocene / ferricinium ion. , Gold, silver, copper, platinum and other precious metal electrodes and ferricyan / ferrocyan. As the measurement electrode 207, a noble metal such as gold, silver, copper, platinum, or the like modified with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 205, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

図3は,本発明による小型分析装置の測定部の別の一例を示す図である。図3(A)は未使用時の測定部を上から見た図,図3(B)は使用時の測定部の断面図である。本測定部は,測定容器301,疎水性表面302,親水性表面303,電極304からなる。測定の際には,親水性表面303上に測定溶液306を配置し,疎水性表面302上に媒体305を配置する。媒体305は連続していて,各測定溶液306と接触している。   FIG. 3 is a diagram showing another example of the measuring unit of the small analyzer according to the present invention. FIG. 3A is a top view of the measurement unit when not in use, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the measurement unit when in use. This measurement unit includes a measurement container 301, a hydrophobic surface 302, a hydrophilic surface 303, and an electrode 304. In measurement, the measurement solution 306 is disposed on the hydrophilic surface 303 and the medium 305 is disposed on the hydrophobic surface 302. The medium 305 is continuous and is in contact with each measurement solution 306.

測定の手順は以下のとおりである。まず,各親水性表面303上に各測定溶液306を配置する。次に,容器内に媒体305を注入する。このとき,各測定溶液306が各親水性表面303上から移動しないように注意深く行う。次に,他の実施例と同様に各電極304に接続された電位計の示す電位を読み取るが,このとき,参照電極を媒体305と接触するように配置してもよいし,測定電極の一つを参照電極とし,その上に参照電極内部液を配置してもよい。   The measurement procedure is as follows. First, each measurement solution 306 is disposed on each hydrophilic surface 303. Next, the medium 305 is injected into the container. At this time, care is taken so that each measurement solution 306 does not move from each hydrophilic surface 303. Next, the potential indicated by the electrometer connected to each electrode 304 is read in the same manner as in the other embodiments. At this time, the reference electrode may be arranged so as to be in contact with the medium 305 or one of the measurement electrodes. One may be used as a reference electrode, and a reference electrode internal solution may be disposed thereon.

測定容器内を疎水性表面と親水性表面に区分することで測定容器内に凹凸を設けることなく測定溶液を配置することができる。このようにすることで,洗浄の効率を向上させることができる。また,測定溶液よりも媒体の比重が重い場合でも,浮力よりも親水性表面への測定溶液の吸着力が大きければ,測定溶液の下に媒体が回りこむことなく測定を行うことができる。   By dividing the inside of the measurement container into a hydrophobic surface and a hydrophilic surface, the measurement solution can be arranged without providing irregularities in the measurement container. In this way, the cleaning efficiency can be improved. Even when the specific gravity of the medium is heavier than that of the measurement solution, the measurement can be performed without the medium wrapping around the measurement solution if the adsorption power of the measurement solution to the hydrophilic surface is greater than the buoyancy.

参照電極としては,銀塩化銀電極,水素電極,カロメル電極,硫酸第一水銀電極,酸化水銀電極の他,フェロセン/フェリシニウムイオンやフェリシアン/フェロシアンのような可逆なレドックス系の電極反応を基準電位として用いた参照電極を用いることができる。電極304には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体305には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   Reference electrodes include silver-silver chloride electrode, hydrogen electrode, calomel electrode, mercuric sulfate electrode, mercury oxide electrode and reversible redox electrode reactions such as ferrocene / ferricinium ion and ferricyan / ferrocyan. A reference electrode used as a reference potential can be used. As the electrode 304, a noble metal such as gold, silver, copper, or platinum, a material obtained by modifying them with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 305, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

親水性表面として,プラズマ処理した表面,シランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。疎水性表面として,フッ素オイル処理やフロン処理やシランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。   As the hydrophilic surface, a plasma-treated surface, a monomolecular film such as silane coupling, a surface treated with an LB film, or the like can be used. As the hydrophobic surface, a surface treated with a monomolecular film such as fluorine oil treatment, chlorofluorocarbon treatment or silane coupling, or an LB film can be used.

図4は,本発明による小型分析装置の測定部の別の一例を示す図である。本測定部は,二つの部位から構成される。図4(A),(B)はそれぞれの部位を上もしくは下から見た図,図4(C)は使用時の測定部の断面図である。本測定部の下の部位は,測定容器401,疎水性表面402,親水性表面403,電極404からなる。本測定部の上の部位は,容器蓋405,疎水性表面406,親水性表面407からなる。測定の際には,下の部位と上の部位を向かいあわせて配置し,親水性表面403,407で挟み込むように測定溶液409を配置し,疎水性表面402,406で挟み込むように媒体408を配置する。   FIG. 4 is a diagram showing another example of the measuring unit of the small analyzer according to the present invention. This measurement unit consists of two parts. 4A and 4B are views of the respective parts as viewed from above or below, and FIG. 4C is a cross-sectional view of the measurement unit in use. The part below the measurement unit is composed of a measurement container 401, a hydrophobic surface 402, a hydrophilic surface 403, and an electrode 404. The upper part of the measurement unit includes a container lid 405, a hydrophobic surface 406, and a hydrophilic surface 407. In the measurement, the lower part and the upper part are arranged facing each other, the measurement solution 409 is arranged so as to be sandwiched between the hydrophilic surfaces 403 and 407, and the medium 408 is sandwiched between the hydrophobic surfaces 402 and 406. Deploy.

測定の手順は以下のとおりである。まず,空の測定容器401を準備し,各親水性表面403上に各測定溶液409を配置する。次に,測定容器401上に容器蓋405を配置し,各測定溶液409を各親水性表面403と407で挟み込む。測定容器401と容器蓋405の間隔を規定するために,スペーサーを測定容器401と容器蓋405の間に配置してもよい。また,容器蓋405の側面にツメを設け,ツメを測定容器401に引っ掛けるようにして測定容器401と容器蓋405の間隔を維持しても良い。次に,容器内に媒体408を注入する。このとき,各測定溶液409が各親水性表面403,407から移動しないように注意深く行う。また,容器内に空気が残らないように注意する。次に,他の実施例と同様に各電極404に接続された電位計の示す電位を読み取るが,このとき,参照電極を媒体408と接触するように配置してもよいし,親水性表面のうち一つ以上に参照電極内部液を注入しておき参照電極としても良い。各電極404は,本実施例では下の部位に存在するが,上の部位に存在しても良い。   The measurement procedure is as follows. First, an empty measurement container 401 is prepared, and each measurement solution 409 is arranged on each hydrophilic surface 403. Next, a container lid 405 is disposed on the measurement container 401, and each measurement solution 409 is sandwiched between the hydrophilic surfaces 403 and 407. In order to define the interval between the measurement container 401 and the container lid 405, a spacer may be disposed between the measurement container 401 and the container lid 405. Further, a claw may be provided on the side surface of the container lid 405 and the distance between the measurement container 401 and the container lid 405 may be maintained by hooking the claw on the measurement container 401. Next, the medium 408 is injected into the container. At this time, it is performed carefully so that each measurement solution 409 does not move from each hydrophilic surface 403, 407. Be careful not to leave any air in the container. Next, as in the other embodiments, the potential indicated by the electrometer connected to each electrode 404 is read. At this time, the reference electrode may be placed in contact with the medium 408, or the hydrophilic surface A reference electrode internal solution may be injected into one or more of them to form a reference electrode. Each electrode 404 exists in the lower part in this embodiment, but may exist in the upper part.

測定容器内を疎水性表面と親水性表面に区分することで,測定容器内に凹凸を設けることなく測定溶液を配置することができる。このようにすることで,洗浄の効率を向上させることができる。また,測定溶液よりも媒体の比重が重い場合でも,浮力よりも親水性表面への測定溶液の吸着力が大きければ,測定溶液の下に媒体が回りこむことなく測定を行うことができる。   By dividing the inside of the measurement container into a hydrophobic surface and a hydrophilic surface, the measurement solution can be arranged without providing irregularities in the measurement container. In this way, the cleaning efficiency can be improved. Even when the specific gravity of the medium is heavier than that of the measurement solution, the measurement can be performed without the medium wrapping around the measurement solution if the adsorption power of the measurement solution to the hydrophilic surface is greater than the buoyancy.

測定溶液409を測定容器401の親水性表面403と容器蓋405の親水性表面407で挟み込むことで,測定溶液の親水性表面への吸着力が挟み込まない場合に比べて大きくなるため,測定溶液よりも媒体の比重が重い場合でも測定溶液の下に媒体が回りこむことなく測定を行うことができる。また,上部の親水性表面で測定溶液を押さえ込んでいるため,測定溶液の下に多少の媒体が入り込んでも,測定溶液409と電極404が接触したままであれば,測定を問題なく行うことができる。   Since the measurement solution 409 is sandwiched between the hydrophilic surface 403 of the measurement container 401 and the hydrophilic surface 407 of the container lid 405, the adsorption force of the measurement solution to the hydrophilic surface becomes larger than when the measurement solution is not sandwiched. However, even when the specific gravity of the medium is heavy, the measurement can be performed without the medium flowing under the measurement solution. In addition, since the measurement solution is pressed by the upper hydrophilic surface, even if some medium enters the measurement solution, the measurement can be performed without any problem if the measurement solution 409 and the electrode 404 remain in contact with each other. .

参照電極としては,銀塩化銀電極,水素電極,カロメル電極,硫酸第一水銀電極,酸化水銀電極の他,フェロセン/フェリシニウムイオンやフェリシアン/フェロシアンのような可逆なレドックス系の電極反応を基準電位として用いた参照電極を用いることができる。電極404には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体408には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   Reference electrodes include silver-silver chloride electrode, hydrogen electrode, calomel electrode, mercuric sulfate electrode, mercury oxide electrode and reversible redox electrode reactions such as ferrocene / ferricinium ion and ferricyan / ferrocyan. A reference electrode used as a reference potential can be used. As the electrode 404, a noble metal such as gold, silver, copper, platinum, or the like modified with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 408, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

親水性表面として,プラズマ処理した表面,シランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。疎水性表面として,フッ素オイル処理やフロン処理やシランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。   As the hydrophilic surface, a plasma-treated surface, a monomolecular film such as silane coupling, a surface treated with an LB film, or the like can be used. As the hydrophobic surface, a surface treated with a monomolecular film such as fluorine oil treatment, chlorofluorocarbon treatment or silane coupling, or an LB film can be used.

図5は,本発明による小型分析装置の一例を示すブロック図である。本実施例の分析装置は,測定部501,信号処理回路502,及びデータ処理装置503から構成される。測定部501は,測定容器504,媒体505,測定溶液506,基板507,参照電極508,電源509からなる。基板507には複数の電界効果トランジスタ510と電極511の対が存在し,各対は測定容器504にある複数の槽に対応して配置されている。電界効果トランジスタ510のゲート部は電極511と接続されていて,電界効果トランジスタ510によって電極511の電位を測定できるようになっている。各槽には,測定溶液506が存在し,複数の槽にまたがって媒体505が存在している。媒体505は,複数の測定溶液506及び参照電極508と接触している。   FIG. 5 is a block diagram showing an example of a small analyzer according to the present invention. The analyzer according to the present embodiment includes a measuring unit 501, a signal processing circuit 502, and a data processing device 503. The measurement unit 501 includes a measurement container 504, a medium 505, a measurement solution 506, a substrate 507, a reference electrode 508, and a power source 509. The substrate 507 has a plurality of pairs of field effect transistors 510 and electrodes 511, and each pair is arranged corresponding to a plurality of tanks in the measurement container 504. The gate portion of the field effect transistor 510 is connected to the electrode 511 so that the potential of the electrode 511 can be measured by the field effect transistor 510. The measurement solution 506 exists in each tank, and the medium 505 exists across a plurality of tanks. The medium 505 is in contact with the plurality of measurement solutions 506 and the reference electrode 508.

測定手順の一例を示す。まず,測定溶液506を各槽に注入する。このとき,測定溶液506は槽から溢れない程度としておく。次に,媒体505を測定容器504中に複数の槽をまたがるように注入する。媒体505の比重が測定溶液506よりも重い場合,媒体505が測定溶液506の下に回りこまないように注意深く行う。次に,参照電極508を液絡部が媒体505と接触するように配置する。最後に各槽内に配置された各電極511の電位を各電界効果トランジスタ510によって読み取る。   An example of a measurement procedure is shown. First, the measurement solution 506 is poured into each tank. At this time, the measurement solution 506 is set so as not to overflow from the tank. Next, the medium 505 is injected into the measurement container 504 so as to straddle a plurality of tanks. When the specific gravity of the medium 505 is heavier than that of the measurement solution 506, the process is carefully performed so that the medium 505 does not fall under the measurement solution 506. Next, the reference electrode 508 is disposed so that the liquid junction is in contact with the medium 505. Finally, the potential of each electrode 511 disposed in each tank is read by each field effect transistor 510.

測定溶液506を媒体505と接触しやすくするために,測定溶液506を槽から溢れるぎりぎりまで注入する場合もある。また,媒体505を注入してから,各槽に各測定溶液506を注入する場合もある。一つの槽に,試料と試薬のような異なる溶液をそれぞれ注入し,槽内で反応させてもよい。   In order to make the measurement solution 506 easily come into contact with the medium 505, the measurement solution 506 may be injected to the limit overflowing from the tank. Moreover, after inject | pouring the medium 505, each measurement solution 506 may be inject | poured into each tank. Different solutions such as a sample and a reagent may be injected into one tank and reacted in the tank.

電界効果トランジスタ510を用いた電極511の電位の測定法の一例を示す。参照電極508に電源509から電圧を印加する。そのとき,電源509は直流電源であっても交流電源であっても良い。次に,電界効果トランジスタのソース−ドレイン間の電圧電流特性を測定する。測定には半導体パラメータアナライザやそれを模倣した回路などを用いることができる。測定した電圧電流特性を,予め測定した電圧電流特性を用いて電極511の電位に変換する。   An example of a method for measuring the potential of the electrode 511 using the field effect transistor 510 will be described. A voltage is applied from the power source 509 to the reference electrode 508. At that time, the power source 509 may be a DC power source or an AC power source. Next, the voltage-current characteristics between the source and drain of the field effect transistor are measured. For the measurement, a semiconductor parameter analyzer or a circuit imitating it can be used. The measured voltage-current characteristic is converted into the potential of the electrode 511 using the previously measured voltage-current characteristic.

媒体505には,水と非混和の液体を用いる。水と非混和の液体を用いることで,槽間の試料溶液506を混和させることなく,複数の槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位を読み取ることができる。例えば,媒体505の代わりに水と混和する液体を用いることでも,複数の槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位を読み取ることはできるが,その際,前記液体と各測定溶液506が混和したり,さらに,各測定溶液506が混和したりしてしまう恐れがある。   As the medium 505, a liquid immiscible with water is used. By using a liquid immiscible with water, the interfacial potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in a plurality of tanks can be read without mixing the sample solution 506 between the tanks. For example, even when a liquid miscible with water is used instead of the medium 505, the interface potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in a plurality of tanks can be read. There is a possibility that 506 is mixed, and furthermore, each measurement solution 506 is mixed.

媒体505を介して参照電極508と各槽内に配置された電極511との電位差を測定することで,各槽の断面よりも大きな断面を有する参照電極を用いることができる。媒体505を介さずに参照電極508と各槽内に配置された電極511との電位差を測定するには,例えば,各槽内に参照電極を配置することが考えられる。しかし,その場合,各槽の断面は,参照電極の断面を包括するだけの大きさがなくてはならない。従って,より少ない測定溶液506で各槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位を読み取るには,参照電極の断面を小さくすることが必要となる。小さな参照電極は,液絡部のつまりや電位の安定性,寿命などの点において,大きな参照電極よりも不利となる。実際は小型の参照電極として内部液を有しない銀塩化銀電極等の疑似電極を用いることが多く,その場合安定性と寿命の点で,さらに不利となる。   By measuring the potential difference between the reference electrode 508 and the electrode 511 disposed in each tank through the medium 505, a reference electrode having a cross section larger than the cross section of each tank can be used. In order to measure the potential difference between the reference electrode 508 and the electrode 511 arranged in each tank without using the medium 505, for example, it is conceivable to arrange the reference electrode in each tank. However, in that case, the cross section of each tank must be large enough to encompass the cross section of the reference electrode. Therefore, in order to read the interface potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in each tank with a smaller amount of the measurement solution 506, it is necessary to reduce the cross section of the reference electrode. A small reference electrode is more disadvantageous than a large reference electrode in terms of clogging of the liquid junction, potential stability, life, and the like. In practice, a pseudo-electrode such as a silver-silver chloride electrode having no internal liquid is often used as a small reference electrode, which is further disadvantageous in terms of stability and life.

媒体505を介して各槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位を読み取ることで,槽の数よりも少ない数の参照電極を用いることができる。媒体505を介さずに各槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位を読み取るには,例えば,各槽内に参照電極を配置することが考えられる。しかし,その場合,槽の数と同じ数の参照電極が必要であり,装置コストがかかるばかりでなく,各参照電極間の電位のばらつきが問題となることがある。もしくは,一つの参照電極を各槽に代わる代わる配置し,各槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位を一つずつ読み取ることが考えられる。その場合,前述のコストや各参照電極間の電位のばらつきは問題とならないが,一方で,各測定溶液506の混和を防ぐために参照電極を一回の電位測定のたびに洗浄する必要があり手間であったり,一つずつ電位差を読み取るため一度に複数の電位差を読み取る場合に比べて測定時間がかかったりする。   By reading the interface potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in each tank via the medium 505, a smaller number of reference electrodes than the number of tanks can be used. In order to read the interface potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in each tank without using the medium 505, for example, it is conceivable to arrange a reference electrode in each tank. However, in that case, the same number of reference electrodes as the number of tanks is required, which not only increases the cost of the apparatus, but also may cause a problem in potential variations between the reference electrodes. Alternatively, it is conceivable that one reference electrode is arranged in place of each tank, and the interface potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in each tank is read one by one. In this case, the above-mentioned cost and the variation in potential between the reference electrodes are not a problem, but on the other hand, it is necessary to clean the reference electrode at each potential measurement in order to prevent the measurement solutions 506 from being mixed. Or it takes more measurement time than reading multiple potential differences at a time because the potential difference is read one by one.

試料溶液506を覆うように媒体505を配置することで,試料溶液506の蒸発を防ぐことができる。試料溶液を微量化すると,試料溶液の蒸発の効果は顕著になる。その際,試料溶液と非混和の何らかの物質で試料溶液を覆うことで試料溶液の蒸発を抑制することができるが,本実施例のように媒体505を配置することで,蒸発の抑制と電位の測定を両立することができる。   By disposing the medium 505 so as to cover the sample solution 506, evaporation of the sample solution 506 can be prevented. When the sample solution is made minute, the effect of evaporation of the sample solution becomes significant. At that time, the sample solution can be prevented from evaporating by covering the sample solution with some material immiscible with the sample solution. However, by arranging the medium 505 as in this embodiment, the evaporation is suppressed and the potential is reduced. Measurements can be made compatible.

媒体505は有機塩を含むことが望ましい。もしくは,液体の有機塩を用いることが望ましい。媒体505が絶縁性である場合,媒体内に電位勾配が生じてしまうことがある。その場合,各槽近傍での媒体内の電位は等しくないため,各槽内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位をより正確に測定することが難しくなる。電界効果トランジスタ510で測定した各槽n内に配置された電極511と参照電極508間の電位差をVnとすると,
Vn = VRef + φRef + VGrad,n + φpho,nn
となる。ここで,
VRef: 参照電極508の界面電位
φRef: 参照電極508の内部液と媒体505の界面電位
VGrad,n: 媒体505内の,参照電極508近傍と各槽n近傍の電位勾配
φpho,n: 媒体505と各槽n内の各測定溶液506の界面電位
φn: 各槽n内に配置された電極511と測定溶液506の界面電位
である。この式に基づいて,Vnからφnを求めることができる。ここで,VRefとφRefは槽nに依存しない。φpho,nが各測定溶液間で大きく違わないと考えると, VGrad,nが存在しなければ,Vnからφnを求めることができる。しかし,VGrad,nが存在すると,Vnから正確なφnを求めることができない。媒体505に有機塩が溶解していると,有機塩が支持電解質となり,VGrad,nを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。さらに,媒体505もしくは測定溶液506は,どちらの液体にも溶解することのできる塩を含有することが望ましい。そのような塩が存在することで,φpho,nを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。
The medium 505 preferably contains an organic salt. Alternatively, it is desirable to use a liquid organic salt. When the medium 505 is insulative, a potential gradient may occur in the medium. In this case, since the potentials in the medium in the vicinity of each tank are not equal, it becomes difficult to measure the interface potential between the electrode 511 and the measurement solution 506 arranged in each tank more accurately. When the potential difference between the electrode 511 and the reference electrode 508 arranged in each tank n measured by the field effect transistor 510 is V n ,
V n = V Ref + φ Ref + V Grad, n + φ pho, n + φ n
It becomes. here,
V Ref : Interface potential of reference electrode 508 φ Ref : Interface potential of internal liquid of reference electrode 508 and medium 505
V Grad, n : Potential gradient in the vicinity of the reference electrode 508 and each tank n in the medium 505 φ pho, n : Interface potential between the medium 505 and each measurement solution 506 in each tank n φ n : In each tank n It is an interface potential between the arranged electrode 511 and the measurement solution 506. Based on this equation, φ n can be obtained from V n . Here, V Ref and φ Ref do not depend on tank n. Assuming that φ pho, n does not differ greatly between the measurement solutions, if V Grad, n does not exist, φ n can be obtained from V n . However, if V Grad, n exists, accurate φ n cannot be obtained from V n . When the organic salt is dissolved in the medium 505, the organic salt becomes a supporting electrolyte, V Grad, n can be reduced, and more accurate φ n can be obtained from V n . Further, the medium 505 or the measurement solution 506 preferably contains a salt that can be dissolved in either liquid. The existence of such a salt makes it possible to reduce φ pho, n and to obtain a more accurate φ n from V n .

参照電極508としては,銀塩化銀電極,水素電極,カロメル電極,硫酸第一水銀電極,酸化水銀電極の他,フェロセン/フェリシニウムイオンやフェリシアン/フェロシアンのような可逆なレドックス系の電極反応を基準電位として用いた参照電極を用いることができる。電極511には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体505には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   The reference electrode 508 includes a silver-silver chloride electrode, a hydrogen electrode, a calomel electrode, a mercuric sulfate electrode, a mercury oxide electrode, and a reversible redox electrode reaction such as ferrocene / ferricinium ion and ferricyan / ferrocyan. A reference electrode using as a reference potential can be used. As the electrode 511, a noble metal such as gold, silver, copper, platinum, or the like modified with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 505, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

図6は,本発明による小型分析装置の一例を示すブロック図である。本実施例の分析装置は,測定部601,信号処理回路602,及びデータ処理装置603から構成される。測定部601は,測定容器604,媒体605,測定溶液606,基板607,電源609からなる。基板607には複数の電界効果トランジスタ610と測定電極611の対が存在し,各対は測定容器604にある複数の槽に対応して配置されている。電界効果トランジスタ610のゲート部は測定電極611と接続されていて,電界効果トランジスタ610によって測定電極611の電位を測定できるようになっている。さらに,基板には電源609と接続された参照電極612が存在し,参照電極612の存在する槽には参照電極内部液608が存在する。各槽には,測定溶液606が存在し,複数の槽にまたがって媒体605が存在している。媒体605は,複数の測定溶液606及び参照電極内部液608と接触している。   FIG. 6 is a block diagram showing an example of a small analyzer according to the present invention. The analyzer according to this embodiment includes a measuring unit 601, a signal processing circuit 602, and a data processing device 603. The measurement unit 601 includes a measurement container 604, a medium 605, a measurement solution 606, a substrate 607, and a power source 609. The substrate 607 has a plurality of pairs of field effect transistors 610 and measurement electrodes 611, and each pair is arranged corresponding to a plurality of tanks in the measurement container 604. The gate portion of the field effect transistor 610 is connected to the measurement electrode 611 so that the potential of the measurement electrode 611 can be measured by the field effect transistor 610. Further, a reference electrode 612 connected to a power source 609 is present on the substrate, and a reference electrode internal liquid 608 is present in a tank in which the reference electrode 612 is present. In each tank, a measurement solution 606 exists, and a medium 605 exists across a plurality of tanks. The medium 605 is in contact with the plurality of measurement solutions 606 and the reference electrode internal solution 608.

測定手順の一例を示す。まず,測定溶液606を各槽に注入する。このとき,測定溶液606は槽から溢れない程度としておく。次に,参照電極内部液608を電極612の存在する槽に注入する。次に,媒体605を測定容器604中に複数の槽をまたがるように注入する。媒体605の比重が測定溶液606や参照電極内部液608よりも重い場合,媒体605が測定溶液606や参照電極内部液608の下に回りこまないように注意深く行う。最後に各槽内に配置された各電極611の電位を各電界効果トランジスタ610によって読み取る。   An example of a measurement procedure is shown. First, the measurement solution 606 is poured into each tank. At this time, the measurement solution 606 is set so as not to overflow from the tank. Next, the reference electrode internal liquid 608 is injected into the tank in which the electrode 612 exists. Next, the medium 605 is injected into the measurement container 604 so as to straddle a plurality of tanks. When the specific gravity of the medium 605 is heavier than that of the measurement solution 606 and the reference electrode internal liquid 608, care is taken so that the medium 605 does not fall under the measurement solution 606 or the reference electrode internal liquid 608. Finally, each field effect transistor 610 reads the potential of each electrode 611 disposed in each tank.

測定溶液606や参照電極内部液608を媒体605と接触しやすくするために,測定溶液606を槽から溢れるぎりぎりまで注入する場合もある。また,媒体605を注入してから,各槽に各測定溶液606を注入する場合もある。一つの槽に,試料と試薬のような異なる溶液をそれぞれ注入し,槽内で反応させてもよい。   In order to make the measurement solution 606 and the reference electrode internal solution 608 easily come into contact with the medium 605, the measurement solution 606 may be injected to the limit overflowing from the tank. Moreover, after inject | pouring the medium 605, each measurement solution 606 may be inject | poured into each tank. Different solutions such as a sample and a reagent may be injected into one tank and reacted in the tank.

電界効果トランジスタ610を用いた測定電極611の電位の測定法の一例を示す。参照電極612に電源609から電圧を印加する。そのとき,電源609は直流電源であっても交流電源であっても良い。次に,電界効果トランジスタ610のソース−ドレイン間の電圧電流特性を測定する。測定には半導体パラメータアナライザやそれを模倣した回路などを用いることができる。測定した電圧電流特性を,予め測定した電圧電流特性を用いて測定電極611の電位に変換する。   An example of a method for measuring the potential of the measurement electrode 611 using the field effect transistor 610 will be described. A voltage is applied from the power source 609 to the reference electrode 612. At that time, the power source 609 may be a DC power source or an AC power source. Next, voltage-current characteristics between the source and drain of the field effect transistor 610 are measured. For the measurement, a semiconductor parameter analyzer or a circuit imitating it can be used. The measured voltage-current characteristic is converted into the potential of the measurement electrode 611 using the previously measured voltage-current characteristic.

媒体605には,水と非混和の液体を用いる。水と非混和の液体を用いることで,槽間の試料溶液606や参照電極内部液608を混和させることなく,複数の槽内に配置された測定電極611と測定溶液606の界面電位を読み取ることができる。例えば,媒体605の代わりに水と混和する液体を用いることでも,複数の槽内に配置された測定電極607と測定溶液606の界面電位を読み取ることはできるが,その際,前記液体と各測定溶液606が混和したり,各測定溶液606が混和したり,各測定溶液606と参照電極内部液608が混和してしまう恐れがある。   As the medium 605, a liquid immiscible with water is used. By using a liquid immiscible with water, the interfacial potential between the measurement electrode 611 and the measurement solution 606 arranged in a plurality of tanks can be read without mixing the sample solution 606 and the reference electrode internal liquid 608 between the tanks. Can do. For example, even if a liquid miscible with water is used instead of the medium 605, the interface potential between the measurement electrode 607 and the measurement solution 606 arranged in a plurality of tanks can be read. There is a possibility that the solutions 606 are mixed, the measurement solutions 606 are mixed, or the measurement solutions 606 and the reference electrode internal solution 608 are mixed.

一つの槽を参照電極とすることによって,参照電極を別途設ける場合に比べて,装置を小型にできる場合がある。さらに,電位測定のための配線を短くすることができる場合があり,ノイズやリーク電流の点で有利となる。参照電極が小さくなったことで安定性が低下した場合は,一部の測定電極611を参照電極612と同一のものを用いて,その槽に試料溶液606の代わりに参照電極内部液608を注入し,これらの電極を副参照電極とする。参照電極612と副参照電極が正しく機能している場合,これら二電極間の電位差は0となる。そのため,これら二電極間の電位差が0でない場合,その電位を用いて他の測定された電位を補正すれば,参照電極の安定性を向上させられる場合がある。例えば,ある測定電極611で測定された電位をV,副参照電極で測定された電位をVrefとした場合,補正後の電位V'を,V'=V-Vref/2 の式から求める。さらに,複数の副参照電極の電位を用いて補正を行うことで,安定性はさらに向上する場合がある。副参照電極の別の用途として,媒体605の内部に存在する電位勾配を補償することができる場合がある。媒体605の導電率が十分でないと,媒体605の内部で電位勾配が生じることがある。副参照電極を分散して配置し,それぞれの電位差を計測することで,媒体605の内部の電位勾配を推測できる。その値を用いて各測定電極611での測定値を補正することで,媒体605の内部の電位勾配の影響を低減することができる。 By using one tank as a reference electrode, the apparatus may be smaller than when a reference electrode is provided separately. Furthermore, the potential measurement wiring may be shortened, which is advantageous in terms of noise and leakage current. If the stability is reduced due to the smaller reference electrode, a part of the measurement electrode 611 is the same as the reference electrode 612, and the reference electrode internal solution 608 is injected into the tank instead of the sample solution 606. These electrodes are used as sub-reference electrodes. When the reference electrode 612 and the sub-reference electrode are functioning correctly, the potential difference between these two electrodes is zero. Therefore, when the potential difference between these two electrodes is not 0, the stability of the reference electrode may be improved by correcting other measured potentials using the potential. For example, when the potential measured at a certain measurement electrode 611 is V and the potential measured at the sub-reference electrode is V ref , the corrected potential V ′ is obtained from the equation V ′ = VV ref / 2. Further, stability may be further improved by performing correction using the potentials of the plurality of sub-reference electrodes. As another use of the sub-reference electrode, there is a case where a potential gradient existing inside the medium 605 can be compensated. If the conductivity of the medium 605 is not sufficient, a potential gradient may occur inside the medium 605. The potential gradient inside the medium 605 can be estimated by dispersing and arranging the sub-reference electrodes and measuring each potential difference. By correcting the measurement value at each measurement electrode 611 using the value, the influence of the potential gradient inside the medium 605 can be reduced.

試料溶液606を覆うように媒体605を配置することで,試料溶液606の蒸発を防ぐことができる。試料溶液を微量化すると,試料溶液の蒸発の効果は顕著になる。その際,試料溶液と非混和の何らかの物質で試料溶液を覆うことで試料溶液の蒸発を抑制することができるが,本実施例のように媒体605を配置することで,蒸発の抑制と電位の測定を両立することができる。   By disposing the medium 605 so as to cover the sample solution 606, evaporation of the sample solution 606 can be prevented. When the sample solution is made minute, the effect of evaporation of the sample solution becomes significant. At that time, the sample solution can be prevented from evaporating by covering the sample solution with some material immiscible with the sample solution. However, by arranging the medium 605 as in this embodiment, the evaporation is suppressed and the potential is reduced. Measurements can be made compatible.

媒体605は有機塩を含むことが望ましい。もしくは,液体の有機塩を用いることが望ましい。媒体605が絶縁性である場合,媒体内に電位勾配が生じてしまうことがある。その場合,各槽近傍での媒体内の電位は等しくないため,各槽内に配置された測定電極611と測定溶液606の界面電位をより正確に測定することが難しくなる。電界効果トランジスタ610で測定した各槽n内に配置された電極611と参照電極612間の電位差をVnとすると,
Vn = VRef + φRef + VGrad,n + φpho,nn
となる。ここで,
VRef: 参照電極612の界面電位
φRef: 参照電極内部液608と媒体605の界面電位
VGrad,n: 媒体605内の,参照電極608近傍と各槽n近傍の電位勾配
φpho,n: 媒体605と各槽n内の各測定溶液606の界面電位
φn: 各槽n内に配置された電極611と測定溶液606の界面電位
である。この式に基づいて,Vnからφnを求めることができる。ここで,VRefとφRefは槽nに依存しない。φpho,nが各測定溶液間で大きく違わないと考えると, VGrad,nが存在しなければ,Vnからφnを求めることができる。しかし,VGrad,nが存在すると,Vnから正確なφnを求めることができない。媒体605に有機塩が溶解していると,有機塩が支持電解質となり,VGrad,nを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。さらに,媒体605もしくは測定溶液606は,どちらの液体にも溶解することのできる塩を含有することが望ましい。そのような塩が存在することで,φpho,nを低減することができ,Vnからより正確なφnを求めることができる。どちらの液体にも溶解することのできる塩としては,例えば,テトラメチルアンモニウムなどを用いることができる。
The medium 605 preferably includes an organic salt. Alternatively, it is desirable to use a liquid organic salt. When the medium 605 is insulative, a potential gradient may occur in the medium. In this case, since the potentials in the medium in the vicinity of each tank are not equal, it becomes difficult to measure the interface potential between the measurement electrode 611 and the measurement solution 606 disposed in each tank more accurately. If the potential difference between the electrode 611 and the reference electrode 612 arranged in each tank n measured by the field effect transistor 610 is V n ,
V n = V Ref + φ Ref + V Grad, n + φ pho, n + φ n
It becomes. here,
V Ref : Interface potential of reference electrode 612 φ Ref : Interface potential of reference electrode internal liquid 608 and medium 605
V Grad, n : Potential gradient in the vicinity of the reference electrode 608 and each tank n in the medium 605 φ pho, n : Interface potential between the medium 605 and each measurement solution 606 in each tank n φ n : In each tank n This is the interface potential between the arranged electrode 611 and the measurement solution 606. Based on this equation, φ n can be obtained from V n . Here, V Ref and φ Ref do not depend on tank n. Assuming that φ pho, n does not differ greatly between the measurement solutions, if V Grad, n does not exist, φ n can be obtained from V n . However, if V Grad, n exists, accurate φ n cannot be obtained from V n . When the organic salt is dissolved in the medium 605, the organic salt becomes a supporting electrolyte, V Grad, n can be reduced, and more accurate φ n can be obtained from V n . Furthermore, the medium 605 or the measurement solution 606 preferably contains a salt that can be dissolved in either liquid. The existence of such a salt makes it possible to reduce φ pho, n and to obtain a more accurate φ n from V n . As a salt that can be dissolved in either liquid, for example, tetramethylammonium can be used.

参照電極612と参照電極内部液608の組み合わせとしては,銀塩化銀電極と塩化カリウム水溶液,銀塩化銀電極と塩化ナトリウム水溶液,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェロセン/フェリシニウムイオン,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェリシアン/フェロシアンなどを用いることができる。電極611には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体605には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   The combination of the reference electrode 612 and the reference electrode internal solution 608 includes a silver / silver chloride electrode and a potassium chloride aqueous solution, a silver / silver chloride electrode and a sodium chloride aqueous solution, a noble metal electrode such as gold, silver, copper and platinum, and a ferrocene / ferricinium ion. , Gold, silver, copper, platinum and other precious metal electrodes and ferricyan / ferrocyan. As the electrode 611, a noble metal such as gold, silver, copper, or platinum, a material obtained by modifying them with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 605, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

図7は,本発明による小型分析装置の測定部の別の一例を示す図である。図7(A)は未使用時の測定部を上から見た図,図7(B)は未使用時の測定部の断面図,図7(C)は使用時の測定部の断面図である。本測定部は,測定容器701,疎水性表面702,親水性表面703,基板704からなる。基板704には複数の電界効果トランジスタ705と測定電極706の対が存在する。電界効果トランジスタ705のゲート部は測定電極706と接続されていて,電界効果トランジスタ705によって測定電極706の電位を測定できるようになっている。また,基板には参照電極707が存在する。測定の際には,親水性表面703上に測定溶液709を配置し,疎水性表面702上に媒体708を配置する。参照電極707上には参照電極内部液710を配置する。   FIG. 7 is a diagram showing another example of the measurement unit of the small analyzer according to the present invention. 7A is a top view of the measurement unit when not in use, FIG. 7B is a cross-sectional view of the measurement unit when not in use, and FIG. 7C is a cross-sectional view of the measurement unit when in use. is there. This measurement unit includes a measurement container 701, a hydrophobic surface 702, a hydrophilic surface 703, and a substrate 704. A plurality of pairs of field effect transistors 705 and measurement electrodes 706 exist on the substrate 704. The gate portion of the field effect transistor 705 is connected to the measurement electrode 706 so that the potential of the measurement electrode 706 can be measured by the field effect transistor 705. A reference electrode 707 is present on the substrate. In measurement, the measurement solution 709 is disposed on the hydrophilic surface 703 and the medium 708 is disposed on the hydrophobic surface 702. A reference electrode internal liquid 710 is disposed on the reference electrode 707.

測定の手順は以下のとおりである。まず,各親水性表面703上に各測定溶液709を配置する。電極707上には,参照電極内部液710を配置する。次に,容器内に媒体708を注入する。このとき,各測定溶液709や参照電極内部液710が各親水性表面703上から移動しないように注意深く行う。次に,他の実施例と同様に各電界効果トランジスタを用いて各電極706に接続された電位計の示す電位を読み取る。   The measurement procedure is as follows. First, each measurement solution 709 is disposed on each hydrophilic surface 703. On the electrode 707, a reference electrode internal liquid 710 is disposed. Next, the medium 708 is injected into the container. At this time, it is performed carefully so that each measurement solution 709 and reference electrode internal solution 710 do not move from above each hydrophilic surface 703. Next, the potential indicated by the electrometer connected to each electrode 706 is read using each field effect transistor as in the other embodiments.

電界効果トランジスタ705を用いた測定電極706の電位の測定法の一例を示す。参照電極内部液710と接触している参照電極707に別途用意した電源から電圧を印加する。そのとき,電源は直流電源であっても交流電源であっても良い。次に,電界効果トランジスタ705のソース−ドレイン間の電圧電流特性を測定する。測定には半導体パラメータアナライザやそれを模倣した回路などを用いることができる。測定した電圧電流特性を,予め測定した電圧電流特性を用いて測定電極706の電位に変換する。   An example of a method for measuring the potential of the measurement electrode 706 using the field effect transistor 705 will be described. A voltage is applied from a separately prepared power source to the reference electrode 707 that is in contact with the reference electrode internal liquid 710. At that time, the power source may be a DC power source or an AC power source. Next, voltage-current characteristics between the source and drain of the field effect transistor 705 are measured. For the measurement, a semiconductor parameter analyzer or a circuit imitating it can be used. The measured voltage-current characteristic is converted into the potential of the measurement electrode 706 using the previously measured voltage-current characteristic.

測定容器内を疎水性表面と親水性表面に区分することで,測定容器内に凹凸を設けることなく測定溶液を配置することができる。このようにすることで,洗浄の効率を向上させることができる。また,測定溶液よりも媒体の比重が重い場合でも,浮力よりも親水性表面への測定溶液の吸着力が大きければ,測定溶液の下に媒体が回りこむことなく測定を行うことができる。   By dividing the inside of the measurement container into a hydrophobic surface and a hydrophilic surface, the measurement solution can be arranged without providing irregularities in the measurement container. In this way, the cleaning efficiency can be improved. Even when the specific gravity of the medium is heavier than that of the measurement solution, the measurement can be performed without the medium wrapping around the measurement solution if the adsorption power of the measurement solution to the hydrophilic surface is greater than the buoyancy.

参照電極707と参照電極内部液710の組み合わせとしては,銀塩化銀電極と塩化カリウム水溶液,銀塩化銀電極と塩化ナトリウム水溶液,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェロセン/フェリシニウムイオン,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェリシアン/フェロシアンなどを用いることができる。参照電極707を設けずに,別途参照電極を媒体708に接触させても良い。その場合,参照電極としては,銀塩化銀電極,水素電極,カロメル電極,硫酸第一水銀電極,酸化水銀電極の他,フェロセン/フェリシニウムイオンやフェリシアン/フェロシアンのような可逆なレドックス系の電極反応を基準電位として用いた参照電極を用いることができる。測定電極706には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体708には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   The combination of the reference electrode 707 and the reference electrode internal solution 710 includes a silver-silver chloride electrode and a potassium chloride aqueous solution, a silver-silver chloride electrode and a sodium chloride aqueous solution, a noble metal electrode such as gold, silver, copper, platinum, and ferrocene / ferricinium ion. , Gold, silver, copper, platinum and other precious metal electrodes and ferricyan / ferrocyan. A reference electrode may be separately brought into contact with the medium 708 without providing the reference electrode 707. In that case, as a reference electrode, reversible redox system such as ferrocene / ferricinium ion and ferricyan / ferrocyan, as well as silver / silver chloride electrode, hydrogen electrode, calomel electrode, mercuric sulfate electrode, mercury oxide electrode, etc. A reference electrode using an electrode reaction as a reference potential can be used. As the measurement electrode 706, a noble metal such as gold, silver, copper, platinum, or the like modified with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion sensitive film can be used. As the medium 708, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

親水性表面として,プラズマ処理した表面,シランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。疎水性表面として,フッ素オイル処理やフロン処理やシランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。   As the hydrophilic surface, a plasma-treated surface, a monomolecular film such as silane coupling, a surface treated with an LB film, or the like can be used. As the hydrophobic surface, a surface treated with a monomolecular film such as fluorine oil treatment, chlorofluorocarbon treatment or silane coupling, or an LB film can be used.

図8は,本発明による小型分析装置の測定部の別の一例を示す図である。本測定部は,上部,下部の二つの部位から構成される。図8(A)は未使用時の下部を上から見た図,図8(B)は未使用時の下部の断面図,図8(C)は未使用時の上部を下から見た図,図8(D)は使用時の測定部の断面図である。本測定部の下部は,測定容器801,疎水性表面802,親水性表面803,基板804からなる。基板804には複数の電界効果トランジスタ805と測定電極806の対が存在する。電界効果トランジスタ805のゲート部は測定電極806と接続されていて,電界効果トランジスタ805によって測定電極806の電位を測定できるようになっている。また,基板には参照電極807が存在する。本測定部の上部は,容器蓋808,疎水性表面809,親水性表面810からなる。測定の際には,上部と下部を向かいあわせて配置し,親水性表面803と810で挟み込むように測定溶液812を配置し,疎水性表面802と809で挟み込むように媒体811を配置する。参照電極807上には参照電極内部液813を配置する。   FIG. 8 is a diagram showing another example of the measuring unit of the small analyzer according to the present invention. This measurement unit consists of two parts, the upper part and the lower part. 8A is a view of the lower part when not in use, FIG. 8B is a cross-sectional view of the lower part when not in use, and FIG. 8C is a view of the upper part when not in use. FIG. 8D is a cross-sectional view of the measurement unit in use. The lower part of the measurement unit includes a measurement container 801, a hydrophobic surface 802, a hydrophilic surface 803, and a substrate 804. A plurality of pairs of field effect transistors 805 and measurement electrodes 806 exist on the substrate 804. The gate portion of the field effect transistor 805 is connected to the measurement electrode 806 so that the potential of the measurement electrode 806 can be measured by the field effect transistor 805. A reference electrode 807 is present on the substrate. The upper part of the measurement unit includes a container lid 808, a hydrophobic surface 809, and a hydrophilic surface 810. In the measurement, the upper part and the lower part are arranged facing each other, the measurement solution 812 is arranged so as to be sandwiched between the hydrophilic surfaces 803 and 810, and the medium 811 is arranged so as to be sandwiched between the hydrophobic surfaces 802 and 809. A reference electrode internal solution 813 is disposed on the reference electrode 807.

測定の手順は以下のとおりである。まず,空の測定容器801を準備し,各親水性表面803上に各測定溶液812を配置する。参照電極807上には参照電極内部液813を配置する。次に,測定容器801上に容器蓋808を配置し,各測定溶液812を各親水性表面803と810で挟み込む。測定部の上部と下部の間隔を規定するために,スペーサーを上部と下部の間に配置してもよい。また,上部の側面にツメを設け,ツメを下部に引っ掛けるようにして上部と下部の間隔を維持してもよい。次に,容器内に媒体811を注入する。このとき,各測定溶液812が各親水性表面803,810から移動しないように注意深く行う。また,容器内に空気が残らないように注意する。次に,他の実施例と同様に各電界効果トランジスタ805を用いて各電極806の電位を読み取る。各電界効果トランジスタ805及び各電極812は,本実施例では下の部位に存在するが,上の部位に存在しても良い。   The measurement procedure is as follows. First, an empty measurement container 801 is prepared, and each measurement solution 812 is arranged on each hydrophilic surface 803. A reference electrode internal solution 813 is disposed on the reference electrode 807. Next, a container lid 808 is disposed on the measurement container 801, and each measurement solution 812 is sandwiched between the hydrophilic surfaces 803 and 810. In order to define the distance between the upper and lower parts of the measuring part, a spacer may be arranged between the upper and lower parts. Further, a claw may be provided on the side surface of the upper part, and the gap between the upper part and the lower part may be maintained by hooking the claw to the lower part. Next, the medium 811 is injected into the container. At this time, the measurement solution 812 is carefully taken so as not to move from the hydrophilic surfaces 803 and 810. Be careful not to leave any air in the container. Next, the potential of each electrode 806 is read using each field effect transistor 805 as in the other embodiments. Each field effect transistor 805 and each electrode 812 exist in the lower part in this embodiment, but may exist in the upper part.

電界効果トランジスタ805を用いた測定電極806の電位の測定法の一例を示す。参照電極内部液813と接触している参照電極807に別途用意した電源から電圧を印加する。そのとき,電源は直流電源であっても交流電源であっても良い。次に,電界効果トランジスタ805のソース−ドレイン間の電圧電流特性を測定する。測定には半導体パラメータアナライザやそれを模倣した回路などを用いることができる。測定した電圧電流特性を,予め測定した電圧電流特性を用いて測定電極806の電位に変換する。   An example of a method for measuring the potential of the measurement electrode 806 using the field effect transistor 805 will be described. A voltage is applied from a separately prepared power source to the reference electrode 807 that is in contact with the reference electrode internal liquid 813. At that time, the power source may be a DC power source or an AC power source. Next, the voltage-current characteristic between the source and the drain of the field effect transistor 805 is measured. For the measurement, a semiconductor parameter analyzer or a circuit imitating it can be used. The measured voltage-current characteristic is converted into the potential of the measurement electrode 806 using the previously measured voltage-current characteristic.

測定容器内を疎水性表面と親水性表面に区分することで,測定容器内に凹凸を設けることなく測定溶液を配置することができる。このようにすることで,洗浄の効率を向上させることができる。また,測定溶液よりも媒体の比重が重い場合でも,浮力よりも親水性表面への測定溶液の吸着力が大きければ,測定溶液の下に媒体が回りこむことなく測定を行うことができる。   By dividing the inside of the measurement container into a hydrophobic surface and a hydrophilic surface, the measurement solution can be arranged without providing irregularities in the measurement container. In this way, the cleaning efficiency can be improved. Even when the specific gravity of the medium is heavier than that of the measurement solution, the measurement can be performed without the medium wrapping around the measurement solution if the adsorption power of the measurement solution to the hydrophilic surface is greater than the buoyancy.

測定溶液812を測定容器801の親水性表面803と容器蓋808の親水性表面810で挟み込むことで,測定溶液の親水性表面への吸着力が挟み込まない場合に比べて大きくなるため,測定溶液よりも媒体の比重が重い場合でも測定溶液の下に媒体が回りこむことなく測定を行うことができる。また,上部の親水性表面で測定溶液を押さえ込んでいるため,測定溶液の下に多少の媒体が入り込んでも,測定溶液812と電極810が接触したままであれば,測定を問題なく行うことができる。   Since the measurement solution 812 is sandwiched between the hydrophilic surface 803 of the measurement container 801 and the hydrophilic surface 810 of the container lid 808, the adsorption force of the measurement solution to the hydrophilic surface becomes larger than when the measurement solution is not sandwiched. However, even when the specific gravity of the medium is heavy, the measurement can be performed without the medium flowing under the measurement solution. In addition, since the measurement solution is pressed by the upper hydrophilic surface, even if some medium enters the measurement solution, the measurement can be performed without any problem as long as the measurement solution 812 and the electrode 810 remain in contact with each other. .

参照電極807と参照電極内部液813の組み合わせとしては,銀塩化銀電極と塩化カリウム水溶液,銀塩化銀電極と塩化ナトリウム水溶液,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェロセン/フェリシニウムイオン,金,銀,銅,白金などの貴金属の電極とフェリシアン/フェロシアンなどを用いることができる。参照電極807を設けずに,別途参照電極を媒体811に接触させても良い。その場合,参照電極としては,銀塩化銀電極,水素電極,カロメル電極,硫酸第一水銀電極,酸化水銀電極の他,フェロセン/フェリシニウムイオンやフェリシアン/フェロシアンのような可逆なレドックス系の電極反応を基準電位として用いた参照電極を用いることができる。測定電極806には,金,銀,銅,白金などの貴金属や,それらをアルカンチオール単分子膜で修飾したもの,さらには,イオン感応膜で修飾した電極などを用いることができる。媒体811には,ブタノール,ニトロベンゼン,NPOEなどを用いることができる。それらに溶解する有機塩としては,テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどを用いることができる。また,有機塩単体として,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド,1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルホニルイミドなどを用いることができる。   The combination of the reference electrode 807 and the reference electrode internal solution 813 includes a silver / silver chloride electrode and a potassium chloride aqueous solution, a silver / silver chloride electrode and a sodium chloride aqueous solution, a noble metal electrode such as gold, silver, copper and platinum, and a ferrocene / ferricinium ion. , Gold, silver, copper, platinum and other precious metal electrodes and ferricyan / ferrocyan. A reference electrode may be separately brought into contact with the medium 811 without providing the reference electrode 807. In that case, as a reference electrode, reversible redox system such as ferrocene / ferricinium ion and ferricyan / ferrocyan, as well as silver / silver chloride electrode, hydrogen electrode, calomel electrode, mercuric sulfate electrode, mercury oxide electrode, etc. A reference electrode using an electrode reaction as a reference potential can be used. As the measurement electrode 806, a noble metal such as gold, silver, copper, platinum, or the like modified with an alkanethiol monomolecular film, or an electrode modified with an ion-sensitive film can be used. As the medium 811, butanol, nitrobenzene, NPOE, or the like can be used. Tetrabutylammonium tetraphenylborate or the like can be used as the organic salt dissolved in them. Further, as organic salt alone, 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-butyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl Imido, 1-methyl-3-octylimidazolium bistrifluoromethylsulfonylimide and the like can be used.

親水性表面として,プラズマ処理した表面,シランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。疎水性表面として,フッ素オイル処理やフロン処理やシランカップリングなどの単分子膜やLB膜で処理した表面などを用いることができる。   As the hydrophilic surface, a plasma-treated surface, a monomolecular film such as silane coupling, a surface treated with an LB film, or the like can be used. As the hydrophobic surface, a surface treated with a monomolecular film such as fluorine oil treatment, chlorofluorocarbon treatment or silane coupling, or an LB film can be used.

図9は本発明による小型分析装置の一例を示す図である。本実施例の分析装置は,測定部901,信号処理回路902,及びデータ処理装置903から構成される。測定部901は,電位測定部904,試料905,試薬906,分注器907,媒体注入部908からなる。電位測定部904は,図1〜8の実施例のような測定部を用いる。   FIG. 9 is a diagram showing an example of a small analyzer according to the present invention. The analyzer according to this embodiment includes a measuring unit 901, a signal processing circuit 902, and a data processing device 903. The measurement unit 901 includes a potential measurement unit 904, a sample 905, a reagent 906, a dispenser 907, and a medium injection unit 908. The potential measuring unit 904 uses a measuring unit such as that shown in FIGS.

測定の手順の一例を示す。まず,分注器907を用いて,電位測定部904の試料配置部(例えば,槽や親水性表面)に各試料905を配置する。次に,分注器907を用いて,配置した各試料905に各試薬906を注入する。そして,媒体注入部907を用いて電位測定部904に媒体を注入する。最後に,電位測定部904の各電極の電位を測定し,信号処理回路902,データ処理装置903を用いて所望の値を算出する。   An example of the measurement procedure is shown. First, using the dispenser 907, each sample 905 is placed on a sample placement portion (for example, a tank or a hydrophilic surface) of the potential measurement portion 904. Next, using the dispenser 907, each reagent 906 is injected into each arranged sample 905. Then, the medium is injected into the potential measuring unit 904 using the medium injection unit 907. Finally, the potential of each electrode of the potential measuring unit 904 is measured, and a desired value is calculated using the signal processing circuit 902 and the data processing device 903.

試料905の一例として,血液,血清,血漿,DNAなどの生体試料が挙げられる。試薬906の一例として,酵素反応液,DNAなどが挙げられる。試料905と試薬906を混合することで,試料905中の測定対象物質に応じた電位が電極に発生するようにしておく。例えば,試料905として測定対象であるグルコースを含むものを,試薬906としてフェリシアン化カリウムとグルコース脱水素酵素を含むものを用いると,グルコース脱水素酵素の働きでグルコースとフェリシアン化カリウムが反応し,グルコノラクトンとフェロシアン化カリウムが生成する。電極には,フェリシアン化カリウムとフェロシアン化カリウムの比に応じた電位が発生するため,電極の電位を測定することで,試料中のグルコース濃度を求めることができる。   Examples of the sample 905 include biological samples such as blood, serum, plasma, and DNA. Examples of the reagent 906 include an enzyme reaction solution and DNA. By mixing the sample 905 and the reagent 906, a potential corresponding to the measurement target substance in the sample 905 is generated at the electrode. For example, when the sample 905 includes glucose to be measured and the reagent 906 includes potassium ferricyanide and glucose dehydrogenase, glucose and potassium ferricyanide react by the action of glucose dehydrogenase, and gluconolactone is reacted. And potassium ferrocyanide are produced. Since a potential corresponding to the ratio of potassium ferricyanide and potassium ferrocyanide is generated at the electrode, the glucose concentration in the sample can be determined by measuring the potential of the electrode.

本測定装置を用いて測定を行うことで,測定に必要な試料905と試薬906を微量化することができる。その理由として,電位測定は原理的に測定体積に依存しないこと,媒体を介して電位を測定することで測定溶液間の混和を生じさせること無く,測定溶液に直接参照電極を接触させること無く測定でき,参照電極の大きさと無関係に測定溶液の液量を決められること,媒体の存在により測定溶液が直接空気に触れなくなるため測定溶液の蒸発を抑制できることなど,他の実施例で述べたことが挙げられる。   By performing measurement using this measuring apparatus, the amount of sample 905 and reagent 906 necessary for measurement can be reduced. The reason for this is that the potential measurement does not depend on the measurement volume in principle, the potential is measured through the medium without causing mixing between the measurement solutions, and without directly contacting the reference electrode with the measurement solution. In other examples, the volume of the measurement solution can be determined regardless of the size of the reference electrode, and the evaporation of the measurement solution can be suppressed because the measurement solution does not directly contact the air due to the presence of the medium. Can be mentioned.

本実施例では,試薬905と試料906の混合は電位測定部904で行ったが,別途混合したものを電位測定部904に注入しても良い。分注器907は,単一のノズルであっても,複数のノズルであっても,さらには,試料905や試薬906からチューブによって供給されていても,空気圧やピエゾ素子を用いていても,分注の目的を果たせればよい。試料溶液と媒体を注入する順番は,どちらが先でも,同時であっても良い。   In this embodiment, the mixing of the reagent 905 and the sample 906 is performed by the potential measuring unit 904, but a separately mixed material may be injected into the potential measuring unit 904. The dispenser 907 may be a single nozzle, a plurality of nozzles, or supplied from a sample 905 or a reagent 906 by a tube, using air pressure or a piezoelectric element, It only has to fulfill the purpose of dispensing. The order of injecting the sample solution and the medium may be either first or simultaneous.

図10は本発明による小型分析装置の一例を示す図である。本実施例の分析装置は,測定部1001,制御及び信号処理回路1002,及びデータ処理装置1003から構成される。測定部1001は,洗浄液容器1004,反応溶液容器1005,dATP溶液容器1006,dTTP溶液容器1007,dGTP溶液容器1008,dCTP溶液容器1009,媒体容器1023,洗浄液供給バルブ1010,反応溶液供給バルブ1011,dATP溶液供給バルブ1012,dTTP溶液供給バルブ1013,dGTP溶液供給バルブ1014,dCTP溶液供給バルブ1015,媒体供給バルブ1024,測定容器1016,メッシュ1017,ビーズ1018,測定電極1019,電界効果トランジスタ1020,参照電極1021,廃液容器1022からなる。各バルブを開閉することで,測定セルへの各溶液の供給を制御することができる。各バルブの開閉は,制御及び信号処理回路1002によって決められた順序で行われる。   FIG. 10 is a diagram showing an example of a small analyzer according to the present invention. The analyzer according to the present embodiment includes a measuring unit 1001, a control and signal processing circuit 1002, and a data processing device 1003. The measuring unit 1001 includes a cleaning liquid container 1004, a reaction solution container 1005, a dATP solution container 1006, a dTTP solution container 1007, a dGTP solution container 1008, a dCTP solution container 1009, a medium container 1023, a cleaning liquid supply valve 1010, a reaction solution supply valve 1011 and dATP. Solution supply valve 1012, dTTP solution supply valve 1013, dGTP solution supply valve 1014, dCTP solution supply valve 1015, medium supply valve 1024, measurement container 1016, mesh 1017, beads 1018, measurement electrode 1019, field effect transistor 1020, reference electrode 1021 , A waste liquid container 1022. The supply of each solution to the measurement cell can be controlled by opening and closing each valve. Each valve is opened and closed in the order determined by the control and signal processing circuit 1002.

測定容器1016には複数の槽が存在し,各槽にはビーズ1018,測定電極1019,電界効果トランジスタ1020が一組ずつ配置されている。各ビーズ1018表面には,プローブDNAが固定化されていて,プローブDNAにはターゲットDNAがハイブリダイズしている。ビーズには通常用いられるポリスチレンビーズ,磁気ビーズなどを用いる。ビーズ表面はカルボキシル基,アミノ基,マレイミド基,水酸基,ビオチン,アビジンなどで修飾されている。ここに,アミノ基,カルボキシル基,SH基,シラノール基,アビジン,ビオチンなどで修飾されたプローブDNAを固定化する。ビーズの代わりに,金微粒子などを用いても構わない。この場合,SH基で修飾されたプローブDNAを用いたり,金微粒子を様々な官能基を有する分子で被覆したりすることで,様々な官能基で修飾されたプローブDNAを固定化することができる。ビーズが溶液交換の際に槽から飛び出さないように,ビーズを各槽に配置した後,メッシュ1017を配置する。測定電極1019表面には,絶縁性分子を介して電気化学活性物質を固定化してもよい。例えば,測定電極1019に金を用いた場合,絶縁性分子として11−アミノウンデカチオールを電極表面に固定化し,さらに,アミノ基とカルボキシル基の脱水反応によるアミド結合を用いて,電気化学活性物質であるピロロキノリンキノン(PQQ)を固定化する。測定電極1019には,金電極などの貴金属の電極やカーボンの電極を用いる。測定電極の代わりに,感応膜など測定対象物質濃度に応じた電位を発生するものを用いてもよい。参照電極1021は廃液容器1022内の溶液と接触している。   A plurality of tanks exist in the measurement container 1016, and a set of beads 1018, measurement electrodes 1019, and field effect transistors 1020 are arranged in each tank. Probe DNA is immobilized on the surface of each bead 1018, and target DNA is hybridized to the probe DNA. As beads, commonly used polystyrene beads, magnetic beads, etc. are used. The bead surface is modified with a carboxyl group, amino group, maleimide group, hydroxyl group, biotin, avidin and the like. Here, the probe DNA modified with an amino group, a carboxyl group, an SH group, a silanol group, avidin, biotin or the like is immobilized. Gold fine particles or the like may be used instead of beads. In this case, probe DNA modified with various functional groups can be immobilized by using probe DNA modified with SH groups or by coating gold fine particles with molecules having various functional groups. . In order to prevent the beads from jumping out of the tank when the solution is exchanged, the mesh 1017 is arranged after the beads are arranged in each tank. An electrochemically active substance may be immobilized on the surface of the measurement electrode 1019 via an insulating molecule. For example, when gold is used for the measurement electrode 1019, 11-aminoundecathiol is immobilized on the electrode surface as an insulating molecule, and further, an amide bond by dehydration reaction of an amino group and a carboxyl group is used to form an electrochemically active substance. Pyrroloquinoline quinone (PQQ) is immobilized. As the measurement electrode 1019, a noble metal electrode such as a gold electrode or a carbon electrode is used. Instead of the measurement electrode, a device that generates a potential corresponding to the concentration of the substance to be measured, such as a sensitive film, may be used. The reference electrode 1021 is in contact with the solution in the waste liquid container 1022.

洗浄液容器1004内の洗浄液として還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)を用いた。反応溶液容器1005内の反応溶液としてトリス塩酸緩衝液にDNAポリメラーゼ,ピルベートオルソフォスフェートジキナーゼ(PPDK),乳酸脱水素酵素,ホスホエノールピルベート(PEP),アデノシンモノリン酸(AMP),NADHを溶解した溶液を用いた。dATP溶液容器1006,dTTP溶液容器1007,dGTP溶液容器1008,dCTP溶液容器1009それぞれの中の溶液にはdATP,dTTP,dGTP,dCTPそれぞれをトリス塩酸緩衝液に溶解した溶液を用いた。参照電極1021には,内部溶液に飽和塩化カリウム溶液を用いた銀塩化銀参照電極を用いたが,一塩基伸長時の電位変化に比べて電位の変動が十分小さいものであればどのような参照電極を用いてもよい。本実施例では廃液容器1022内で参照電極1021と溶液とを接触させているが,測定セル内の溶液と接触していれば,参照電極1021は測定系のいずれの箇所に配置されていてもよい。ビーズには,50μm径のカルボキシル末端を有するポリスチレンビーズを用いた。ビーズへのプライマーDNAの固定化には,ビーズとアミノ基修飾されたプライマーDNAを混合し,N-hydroxysuccinimide(NHS),1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide(EDC)を加え,ビーズにプライマーDNAを化学的に結合させた。測定電極1019には金電極を用いた。絶縁性分子として11−アミノ−1−ウンデカンチオール(11−AUT)を,電気化学活性物質としてPQQを用いた。11−AUT溶液を用いて,金電極表面に11−AUTの単分子膜を形成した。この電極の表面に,PQQ,NHS,EDCの混合液を滴下し,一晩反応させ,11−AUTのアミノ基とPQQのカルボキシル基の化学結合を用いて,PQQを固定化した。   Reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) was used as the cleaning liquid in the cleaning liquid container 1004. As a reaction solution in the reaction solution container 1005, DNA polymerase, pyruvate orthophosphate dikinase (PPDK), lactate dehydrogenase, phosphoenolpyruvate (PEP), adenosine monophosphate (AMP), NADH are added to Tris-HCl buffer. A dissolved solution was used. As solutions in the dATP solution container 1006, dTTP solution container 1007, dGTP solution container 1008, and dCTP solution container 1009, solutions obtained by dissolving dATP, dTTP, dGTP, and dCTP in Tris-HCl buffer were used. As the reference electrode 1021, a silver-silver chloride reference electrode using a saturated potassium chloride solution as an internal solution was used. However, any reference can be used as long as the potential change is sufficiently small compared to the potential change at the time of single base extension. An electrode may be used. In this embodiment, the reference electrode 1021 and the solution are brought into contact with each other in the waste liquid container 1022, but the reference electrode 1021 may be disposed at any location in the measurement system as long as it is in contact with the solution in the measurement cell. Good. As the beads, polystyrene beads having a carboxyl end with a diameter of 50 μm were used. For immobilization of primer DNA on beads, beads and amino group-modified primer DNA are mixed, and N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) are added. Primer DNA was chemically bound to the. A gold electrode was used as the measurement electrode 1019. 11-amino-1-undecanethiol (11-AUT) was used as the insulating molecule, and PQQ was used as the electrochemically active substance. An 11-AUT monomolecular film was formed on the gold electrode surface using an 11-AUT solution. A mixed solution of PQQ, NHS, and EDC was dropped on the surface of this electrode and reacted overnight, and PQQ was immobilized using a chemical bond between the amino group of 11-AUT and the carboxyl group of PQQ.

測定手順の一例を図11に示す。まず初めに,洗浄液供給バルブ1010を開き(S1102),測定容器内を洗浄液で満たしてから(S1103),洗浄液供給バルブ1010を閉じた(S1104)。この操作により,測定電極1019の表面に固定化された電気化学活性物質を還元状態にした。次に,反応溶液供給バルブ1011を開き(S1105),測定容器1016内を反応溶液で満たしてから(S1106),反応溶液供給バルブ1011を閉じた(S1107)。参照電極1021に一定電圧Vを印加し,各電界効果トランジスタのドレイン電流を測定した(S1108)。このときの各ドレイン電流値をI(1,n)(nは電界効果トランジスタに割り振られた番号)とした。反応溶液供給バルブ1011とdNTP溶液供給バルブ1012,1013,1014もしくは1015を開き(S1109),反応溶液とdNTP溶液の混合溶液で測定容器1016内を満たしてから(S1110),反応溶液供給バルブ1011とdNTP溶液供給バルブ1012,1013,1014もしくは1015を閉じた(S1111)。すぐさま媒体供給バルブ1024を開き(S1112),測定容器内1016に媒体を導入し(S1113),媒体供給バルブ1024を閉じた(S1114)。 An example of the measurement procedure is shown in FIG. First, the cleaning liquid supply valve 1010 is opened (S1102), the measurement container is filled with the cleaning liquid (S1103), and the cleaning liquid supply valve 1010 is closed (S1104). By this operation, the electrochemically active substance immobilized on the surface of the measurement electrode 1019 was reduced. Next, the reaction solution supply valve 1011 was opened (S1105), and the measurement container 1016 was filled with the reaction solution (S1106), and then the reaction solution supply valve 1011 was closed (S1107). Applying a constant voltage V G to the reference electrode 1021, the drain current was measured for each of the field effect transistor (S1108). Each drain current value at this time was defined as I D (1, n) (n is a number assigned to the field effect transistor). The reaction solution supply valve 1011 and the dNTP solution supply valve 1012, 1013, 1014 or 1015 are opened (S 1109), and the measurement container 1016 is filled with the mixed solution of the reaction solution and the dNTP solution (S 1110). The dNTP solution supply valve 1012, 1013, 1014 or 1015 was closed (S1111). The medium supply valve 1024 was immediately opened (S1112), the medium was introduced into the measurement container 1016 (S1113), and the medium supply valve 1024 was closed (S1114).

この操作により,媒体導入前(図12(A))の状態から,媒体導入後(図12(B))の状態に変化した。このとき,媒体は各槽内には侵入せず,かつ,各槽内の液体を分断する状態となっている。参照電極1021に一定電圧Vを印加し,各電界効果トランジスタ1020のドレイン電流を測定した(S1115)。このときの各ドレイン電流値をI(2,n)(nは測定セルの番号)とし,ΔI(n)=I(2,n)−I(1,n)とした。ΔIはdNTP供給による各電界効果トランジスタでのドレイン電流の変化分である。再び洗浄液供給バルブ1010を開く操作(S1102)に戻り,dNTPとしてdATP,dTTP,dCTP,dGTPを順に用いて繰り返し測定を行った(S1101,S1116〜S1120)。 By this operation, the state before the medium introduction (FIG. 12A) is changed to the state after the medium introduction (FIG. 12B). At this time, the medium does not enter each tank, and the liquid in each tank is divided. Applying a constant voltage V G to the reference electrode 1021, the drain current was measured for each of the field effect transistor 1020 (S1115). Each drain current value at this time was I D (2, n) (n is the number of the measurement cell), and ΔI D (n) = I D (2, n) −I D (1, n). [Delta] I D is a variation of the drain current in the field effect transistor according dNTP supply. Returning to the operation of opening the cleaning solution supply valve 1010 again (S1102), the measurement was repeated using dATP, dTTP, dCTP, and dGTP in this order as dNTP (S1101, S1116 to S1120).

dATP溶液容器1006内のdATP溶液として,反応溶液容器1005内の反応溶液にdATPを予め溶解したものを,dTTP溶液容器1007内のdTTP溶液として,反応溶液容器1005内の反応溶液にdTTPを予め溶解したものを,dGTP溶液容器1008内のdGTP溶液として,反応溶液容器1005内の反応溶液にdGTPを予め溶解したものを,dCTP溶液容器1009内のdCTP溶液として,反応溶液容器1005内の反応溶液にdCTPを予め溶解したものを,用いることもできる。その場合には,反応溶液供給バルブ1011とdNTP溶液供給バルブ1012,1013,1014もしくは1015を開く操作(S1109)を,dNTP溶液供給バルブ1012,1013,1014もしくは1015を開く操作とする。dNTPとして用いるdATP,dTTP,dCTP,dGTPの順番は,どのような順番でも4回周期であればよい。dNTPの代わりに,一部の分子を硫黄原子で置き換えたアナログ体(dNTPαS, 糖4'部位硫黄置換(N. Inoue et. al., Nucleic Acids Research, 3476-3483, 34, 2006))など,DNA鎖合成酵素によって塩基配列特異的に二本鎖DNAの合成反応に取り込まれ,ピロリン酸を生成するものであれば用いることができる。   The dATP solution in the dATP solution container 1006 is prepared by dissolving dATP in the reaction solution in the reaction solution container 1005 in advance. The dTTP solution in the dTTP solution container 1007 is dissolved in the reaction solution in the reaction solution container 1005 in advance. The dGTP solution in the dGTP solution container 1008 is used as the dGTP solution in the reaction solution container 1005, and the dGTP solution in the dCTP solution container 1009 is used as the dCTP solution in the dCTP solution container 1009. What dissolved dCTP beforehand can also be used. In this case, the operation of opening the reaction solution supply valve 1011 and the dNTP solution supply valve 1012, 1013, 1014 or 1015 (S 1109) is the operation of opening the dNTP solution supply valve 1012, 1013, 1014 or 1015. The order of dATP, dTTP, dCTP, and dGTP used as dNTP may be four cycles in any order. Instead of dNTP, analogs in which some molecules are replaced with sulfur atoms (dNTPαS, sugar 4 'site sulfur substitution (N. Inoue et. al., Nucleic Acids Research, 3476-3483, 34, 2006)), etc. Any DNA can be used as long as it is incorporated into a double-stranded DNA synthesis reaction in a base sequence-specific manner by a DNA strand synthase to produce pyrophosphate.

洗浄液は,ピロリン酸を酸化還元物質の酸化還元状態に変換したことで変化した電極の表面電位を初期化するために用いる。本実施例では伸長反応により表面電位が増加するが,洗浄液内の還元物質によって表面電位が減少し,再び伸長反応を測定できるようになる。洗浄液としては上記の物質以外に,チオール化合物などの還元物質を含む溶液を用いることもできる。また,反応液内の酸化還元物質と酵素の組み合わせによっては,伸長反応により表面電位が減少する場合もある。その場合には,洗浄液として,過酸化水素水,フェロシアン化カリウムなどの酸化物質を含む溶液を用いることもできる。プライマーDNAは,測定セル1016の各槽に固定化してもよいし,測定電極1019に固定化しても良い。プライマーDNAを固定化する代わりに,サンプルDNAを固定化し,固定化したサンプルDNAにプライマーDNAをハイブリダイズさせても良い。サンプルDNAとプライマーDNAをハイブリダイズさせてから固定化しても良い。   The cleaning liquid is used to initialize the surface potential of the electrode changed by converting pyrophosphate into the redox state of the redox material. In this embodiment, the surface potential increases due to the extension reaction, but the surface potential decreases due to the reducing substance in the cleaning solution, and the extension reaction can be measured again. In addition to the above substances, a solution containing a reducing substance such as a thiol compound can also be used as the cleaning liquid. In addition, depending on the combination of the redox substance and the enzyme in the reaction solution, the surface potential may decrease due to the extension reaction. In that case, a solution containing an oxidizing substance such as hydrogen peroxide solution or potassium ferrocyanide can be used as the cleaning solution. The primer DNA may be immobilized in each tank of the measurement cell 1016 or may be immobilized on the measurement electrode 1019. Instead of immobilizing the primer DNA, the sample DNA may be immobilized, and the primer DNA may be hybridized to the immobilized sample DNA. The sample DNA and primer DNA may be hybridized and then immobilized.

媒体に水と非混和の液体を用いて各槽内の反応溶液を分離することで,反応溶液間の混和を防止することができる。媒体を用いない場合,各槽内の溶液が槽外へ拡散することで,隣接する槽に混和し,隣接する槽内の電極に誤った信号を生じさせる。媒体の部分を空気で置き換えると,反応溶液間の混和は防止できるが,図10の構成では参照電極からの電圧が反応溶液に伝わらず,正しい界面電位を計測することができない。これを解決する別の手段として,槽内に小型の参照電極を設けることが考えられる。しかし,耐久性と安定性を得ることは困難であり,そもそも100μm程度かそれ以下の部位に参照電極を構築することは大変困難である。本実施例のように媒体を介して参照電極から各槽に電圧を印加することで,従来の参照電極を用いたまま,各反応溶液間の混和を防止することができる。   By separating the reaction solution in each tank using a liquid immiscible with water as a medium, mixing between the reaction solutions can be prevented. When no medium is used, the solution in each tank diffuses out of the tank, so that it mixes with the adjacent tank and generates an incorrect signal at the electrode in the adjacent tank. If the medium portion is replaced with air, mixing between the reaction solutions can be prevented, but with the configuration of FIG. 10, the voltage from the reference electrode is not transmitted to the reaction solution, and the correct interface potential cannot be measured. As another means for solving this, it is conceivable to provide a small reference electrode in the tank. However, it is difficult to obtain durability and stability, and in the first place, it is very difficult to construct a reference electrode at a site of about 100 μm or less. By applying a voltage from the reference electrode to each tank through a medium as in this embodiment, mixing between the reaction solutions can be prevented while using the conventional reference electrode.

図13は,本発明の他の実施例で用いる電界効果トランジスタと電極を有する基板の一例を示す図である。図13(A),(B)は,各々断面構造及び平面構造を表わしている。電界効果トランジスタは,シリコン基板1301の表面にソース1302,ドレイン1303,及びゲート絶縁膜1304を形成し,導電性配線1305を介してゲート部と電極1307が接続されている。基板の表面は,電極1307以外は窒化膜1306で覆われている。電極1307の周りはプラズマ処理にて親水性表面1308になっている。   FIG. 13 is a diagram showing an example of a substrate having field effect transistors and electrodes used in another embodiment of the present invention. 13A and 13B show a cross-sectional structure and a planar structure, respectively. In the field effect transistor, a source 1302, a drain 1303, and a gate insulating film 1304 are formed on the surface of a silicon substrate 1301, and a gate portion and an electrode 1307 are connected through a conductive wiring 1305. The surface of the substrate is covered with a nitride film 1306 except for the electrode 1307. The periphery of the electrode 1307 is a hydrophilic surface 1308 by plasma treatment.

図14は,本発明による小型分析装置を用いて3種類の異なる試料を測定した結果を示す図である。測定には,図1の装置を用いた。各槽は,直径2mm,深さ3.5mmとした。媒体105には,1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホニルイミド50μlを用いた。測定溶液106には,PBS(10mM Na2HPO4, 1.8mM KH2PO4, 137mM NaCl, 2.7mM KCl, pH7.4)に下記の比率で溶解したフェリシアン化カリウム/フェロシアン化カリウム溶液(それぞれ,1:9,5:5,9:1)を,各々9μlずつ用いた。
1:9 10mMフェリシアン化カリウム,90mMフェロシアン化カリウム
5:5 50mMフェリシアン化カリウム,50mMフェロシアン化カリウム
9:1 90mMフェリシアン化カリウム,10mMフェロシアン化カリウム
FIG. 14 is a diagram showing the results of measuring three types of different samples using the small analyzer according to the present invention. The apparatus of FIG. 1 was used for the measurement. Each tank had a diameter of 2mm and a depth of 3.5mm. As the medium 105, 50 μl of 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonylimide was used. The measurement solution 106 was a potassium ferricyanide / potassium ferrocyanide solution (1: 9, 5: 5, respectively) dissolved in PBS (10 mM Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4, 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, pH 7.4) at the following ratio. 9: 1) was used for each 9 μl.
1: 9 10 mM potassium ferricyanide, 90 mM potassium ferrocyanide 5: 5 50 mM potassium ferricyanide, 50 mM potassium ferrocyanide 9: 1 90 mM potassium ferricyanide, 10 mM potassium ferrocyanide

電極107には金を,参照電極109には内部液に飽和塩化カリウム溶液を有する銀塩化銀参照電極を用いた。測定温度は24℃であった。図14(A)は測定開始後の電位の時間変化である。測定開始後200秒後あたりまで電位のドリフトが見られるが,1:9と5:5と9:1の電位の差はほぼ一定の値を保っている。図14(B)は測定終了時の電位を,横軸をlog[Ox]/[Red]としてプロットしたものである。ここで,[Ox]は酸化物質であるフェリシアン化カリウム濃度,[Red]は還元物質であるフェロシアン化カリウム濃度である。ネルンストの式によると,電極にはlog[Ox]/[Red]に比例した電位が発生し,その傾き(スロープ感度)は25℃において59mVである。実験では,理論値と等しい59mVのスロープ感度が観測された。   The electrode 107 was gold, and the reference electrode 109 was a silver-silver chloride reference electrode having a saturated potassium chloride solution as an internal solution. The measurement temperature was 24 ° C. FIG. 14A shows a change in potential with time after the start of measurement. Although a potential drift is observed until about 200 seconds after the start of measurement, the potential difference between 1: 9, 5: 5, and 9: 1 is maintained at a substantially constant value. FIG. 14B is a plot of the potential at the end of measurement, with the horizontal axis being log [Ox] / [Red]. Here, [Ox] is the concentration of potassium ferricyanide, which is an oxidizing substance, and [Red] is the concentration of potassium ferrocyanide, which is a reducing substance. According to the Nernst equation, a potential proportional to log [Ox] / [Red] is generated in the electrode, and its slope (slope sensitivity) is 59 mV at 25 ° C. In the experiment, a 59mV slope sensitivity equal to the theoretical value was observed.

図15は,本発明による小型分析装置を用いて3種類の異なる試料を測定した結果を示す図である。測定には,図1の装置を用いた。各槽は,直径2mm,深さ3.5mmとした。媒体105には,10mg/ml テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボーレートを含有するニトロフェニルオクチルエーテル50μlを用いた。測定溶液106には,PBS(10mM Na2HPO4, 1.8mM KH2PO4, 137mM NaCl, 2.7mM KCl, pH7.4)に下記の比率で溶解したフェリシアン化カリウム/フェロシアン化カリウム溶液(それぞれ,1:9,5:5,9:1)を,各々9μlずつ用いた。
1:9 10mMフェリシアン化カリウム,90mMフェロシアン化カリウム
5:5 50mMフェリシアン化カリウム,50mMフェロシアン化カリウム
9:1 90mMフェリシアン化カリウム,10mMフェロシアン化カリウム
FIG. 15 is a diagram showing the results of measuring three different samples using the small analyzer according to the present invention. The apparatus of FIG. 1 was used for the measurement. Each tank had a diameter of 2mm and a depth of 3.5mm. As the medium 105, 50 μl of nitrophenyl octyl ether containing 10 mg / ml tetrabutylammonium tetraphenylborate was used. As the measurement solution 106, a potassium ferricyanide / potassium ferrocyanide solution (1: 1, respectively) dissolved in PBS (10 mM Na 2 HPO 4 , 1.8 mM KH 2 PO 4 , 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, pH 7.4) at the following ratio. 9, 5: 5, 9: 1) was used in an amount of 9 μl each.
1: 9 10 mM potassium ferricyanide, 90 mM potassium ferrocyanide 5: 5 50 mM potassium ferricyanide, 50 mM potassium ferrocyanide 9: 1 90 mM potassium ferricyanide, 10 mM potassium ferrocyanide

電極107には金を,参照電極109には内部液に飽和塩化カリウム溶液を有する銀塩化銀参照電極を用いた。測定温度は24℃であった。図15(A)は測定開始後の電位の時間変化である。測定開始後800秒後あたりまで電位のドリフトが見られるが,1:9と5:5と9:1の電位の差はほぼ一定の値を保っている。図15(B)は測定終了時の電位を,横軸をlog[Ox]/[Red]としてプロットしたものである。ここで,[Ox]は酸化物質であるフェリシアン化カリウム濃度,[Red]は還元物質であるフェロシアン化カリウム濃度である。ネルンストの式によると,電極にはlog[Ox]/[Red]に比例した電位が発生し,その傾き(スロープ感度)は25℃において59mVである。実験では,理論値とほぼ等しい58mVのスロープ感度が観測された。   The electrode 107 was gold, and the reference electrode 109 was a silver-silver chloride reference electrode having a saturated potassium chloride solution as an internal solution. The measurement temperature was 24 ° C. FIG. 15A shows the change in potential with time after the start of measurement. Although a potential drift can be seen up to about 800 seconds after the start of measurement, the difference between the potentials of 1: 9, 5: 5, and 9: 1 remains almost constant. FIG. 15B is a plot of the potential at the end of measurement, with the horizontal axis being log [Ox] / [Red]. Here, [Ox] is the concentration of potassium ferricyanide, which is an oxidizing substance, and [Red] is the concentration of potassium ferrocyanide, which is a reducing substance. According to the Nernst equation, a potential proportional to log [Ox] / [Red] is generated in the electrode, and its slope (slope sensitivity) is 59 mV at 25 ° C. In the experiment, a slope sensitivity of 58 mV, which is almost equal to the theoretical value, was observed.

本発明による微量液体分析装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the trace liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the trace liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の測定部の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement part of the trace amount liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の測定部の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement part of the trace amount liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the trace liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the trace liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の測定部の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement part of the trace amount liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置の測定部の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement part of the trace amount liquid analyzer by this invention. 本発明による生体試料分析装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the biological sample analyzer by this invention. 本発明による核酸配列分析装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the nucleic acid sequence analyzer by this invention. 本発明による核酸配列分析装置での測定フローの一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement flow in the nucleic acid sequence analyzer by this invention. 本発明による核酸配列分析装置での媒体導入の一例を示す図。The figure which shows an example of the medium introduction | transduction in the nucleic acid sequence analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置で用いる基板の一例を示す図。The figure which shows an example of the board | substrate used with the trace amount liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置を用いた測定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement result using the trace amount liquid analyzer by this invention. 本発明による微量液体分析装置を用いた測定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement result using the trace amount liquid analyzer by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101,201,501,601,901,1001…測定部
102,202,502,602,902,1002…信号処理回路
103,203,503,603,903,1003…データ処理装置
104,204,301,401,504,604,701,1016…測定容器
105,205,305,408,505,605,708,811…媒体
106,206,306,409,506,606,709,801,812…測定溶液
107,304,404,511,611,706,806,1019,1307…電極
108,208…電位計
109,210,508,612,707,807,1021…参照電極
207…測定電極
209,608,710,813…参照電極内部液
302,402,406,702,802,809…疎水性表面
303,403,407,703,803,810,1308…親水性表面
405,808…容器蓋
507,607,704,804…基板
509,609…電源
510,610,705,805,1020…電界効果トランジスタ
904…電位測定部
905…試料
906…試薬
907…分注器
908…媒体注入部
1004…洗浄液容器
1005…反応溶液容器
1006…dATP溶液容器
1007…dTTP溶液容器
1008…dGTP溶液容器
1009…dCTP溶液容器
1010…洗浄液供給バルブ
1011…反応溶液供給バルブ
1012…dATP溶液供給バルブ
1013…dTTP溶液供給バルブ
1014…dGTP溶液供給バルブ
1015…dCTP溶液供給バルブ
1017…メッシュ
1018…ビーズ
1022…廃液容器
1023…媒体容器
1024…媒体供給バルブ
1301…シリコン基板
1302…ソース
1303…ドレイン
1304…ゲート絶縁膜
1305…導電性配線
1306…窒化膜
101, 201, 501, 601, 901, 1001... Measuring units 102, 202, 502, 602, 902, 1002... Signal processing circuits 103, 203, 503, 603, 903, 1003. 401, 504, 604, 701, 1016 ... measuring containers 105, 205, 305, 408, 505, 605, 708, 811 ... medium 106, 206, 306, 409, 506, 606, 709, 801, 812 ... measuring solution 107 , 304, 404, 511, 611, 706, 806, 1019, 1307 ... Electrodes 108, 208 ... Electrometers 109, 210, 508, 612, 707, 807, 1021 ... Reference electrodes 207 ... Measuring electrodes 209, 608, 710, 813 ... Reference electrode internal liquids 302, 402, 406, 702 02, 809 ... hydrophobic surfaces 303, 403, 407, 703, 803, 810, 1308 ... hydrophilic surfaces 405, 808 ... container lids 507, 607, 704, 804 ... substrates 509, 609 ... power sources 510, 610, 705 805, 1020 ... Field effect transistor 904 ... Potential measuring unit 905 ... Sample 906 ... Reagent 907 ... Dispenser 908 ... Medium injection unit 1004 ... Cleaning solution container 1005 ... Reaction solution container 1006 ... dATP solution container 1007 ... dTTP solution container 1008 ... dGTP Solution container 1009 ... dCTP solution container 1010 ... Cleaning liquid supply valve 1011 ... Reaction solution supply valve 1012 ... dATP solution supply valve 1013 ... dTTP solution supply valve 1014 ... dGTP solution supply valve 1015 ... dCTP solution supply valve 1017 ... Mesh 1018 ... Bi 'S 1022 ... waste container 1023 ... medium container 1024 ... medium supply valve 1301 ... silicon substrate 1302 ... source 1303 ... drain 1304 ... gate insulating film 1305 ... conductive wire 1306 ... nitride film

Claims (10)

複数の試料配置部が設けられた容器と,
前記複数の試料配置部にそれぞれ設置された複数の測定電極と,
前記複数の試料配置部に配置された複数の試料溶液の全てに接するように導入された媒体と,
内部液を収める内部液収容部を備え,前記媒体に接触するように配置された1つの参照電極と,
前記複数の測定電極と前記参照電極の間の電位差を測定する手段とを有し,
前記媒体は有機塩を含み水と非混和性の液体,もしくは水と非混和性の液状の有機塩であることを特徴とする分析装置。
A container provided with a plurality of sample placement sections;
A plurality of measurement electrodes respectively installed on the plurality of sample placement portions;
A medium introduced so as to be in contact with all of the plurality of sample solutions arranged in the plurality of sample arrangement parts;
One reference electrode provided with an internal liquid containing portion for containing the internal liquid and arranged to contact the medium;
Means for measuring a potential difference between the plurality of measurement electrodes and the reference electrode;
The analysis apparatus characterized in that the medium contains an organic salt and is a liquid immiscible with water or a liquid organic salt immiscible with water.
請求項1記載の分析装置において,前記測定電極は貴金属,カーボンもしくはイオン感応膜であることを特徴とする分析装置。   2. The analyzer according to claim 1, wherein the measurement electrode is a noble metal, carbon, or an ion sensitive film. 請求項1記載の分析装置において,前記内部液収容部の容量が前記試料配置部に配置された試料溶液の容量よりも大きいことを特徴とする分析装置。   2. The analyzer according to claim 1, wherein a capacity of the internal liquid storage part is larger than a capacity of a sample solution arranged in the sample arrangement part. 請求項1記載の分析装置において,前記電位差を測定する手段は電界効果トランジスタを有することを特徴とする分析装置。   2. The analyzer according to claim 1, wherein the means for measuring the potential difference includes a field effect transistor. 請求項1記載の分析装置において,前記媒体を前記容器に導入する媒体導入部を有することを特徴とする分析装置。   The analysis apparatus according to claim 1, further comprising a medium introduction unit that introduces the medium into the container. 請求項1記載の分析装置において,前記複数の試料配置部は各々隔壁によって区切られていることを特徴とする分析装置。   2. The analyzer according to claim 1, wherein each of the plurality of sample placement portions is divided by a partition wall. 請求項1記載の分析装置において,前記容器は底面に,それぞれ孤立して設けられた,前記複数の試料配置部となる複数の親水性領域を有し,前記複数の親水性領域の間の領域は疎水性であることを特徴とする分析装置。   The analyzer according to claim 1, wherein the container has a plurality of hydrophilic regions serving as the plurality of sample placement portions, which are separately provided on a bottom surface, and the regions between the plurality of hydrophilic regions. Is a hydrophobic analyzer. 請求項1記載の分析装置において,前記電位差を測定する手段によって計測される電位差は,前記測定電極と前記試料溶液との界面,前記試料溶液と前記媒体との界面,及び前記媒体と前記内部液との界面を跨る電位差であることを特徴とする分析装置。   2. The analyzer according to claim 1, wherein the potential difference measured by the means for measuring the potential difference includes an interface between the measurement electrode and the sample solution, an interface between the sample solution and the medium, and the medium and the internal liquid. An analyzer characterized by a potential difference across the interface. 複数の試料配置部と1つの参照電極配置部とが設けられた容器と,
前記複数の試料配置部にそれぞれ設置された複数の測定電極と,
前記参照電極配置部に設置された参照電極と,
前記参照電極と接触するように配置された参照電極内部液と,
前記複数の試料配置部に配置された複数の試料溶液の全て及び前記参照電極内部液と液絡するように導入された,有機塩を含み水と非混和性の液体,もしくは水と非混和性の液状の有機塩からなる媒体と,
前記複数の測定電極と前記参照電極の間の電位差を測定する手段と
を有することを特徴とする分析装置。
A container provided with a plurality of sample placement portions and one reference electrode placement portion;
A plurality of measurement electrodes respectively installed on the plurality of sample placement portions;
A reference electrode installed in the reference electrode placement section;
A reference electrode internal solution arranged to contact the reference electrode;
All of the plurality of sample solutions arranged in the plurality of sample arrangement sections and the liquid containing an organic salt and immiscible with water, or immiscible with water, introduced so as to be in liquid junction with the internal solution of the reference electrode A medium composed of a liquid organic salt of
An analyzer comprising: means for measuring a potential difference between the plurality of measurement electrodes and the reference electrode.
それぞれが隔壁によって区画され,核酸が固定されており,もしくは核酸が固定された部材が内部に配置された複数の反応槽を有する容器と,
前複数の反応槽にそれぞれ配置された複数の測定電極と,
内部液を収める内部液収容部を備え,前記容器に導入された溶液と接触するように配置された1つの参照電極と,
前記複数の測定電極と前記参照電極の間の電位差を測定する複数の電界効果トランジスタを含む測定部と,
dATPもしくはそのアナログ体を前記容器に供給する第1供給部と,
dGTPもしくはそのアナログ体を前記容器に供給する第2供給部と,
dCTPもしくはそのアナログ体を前記容器に供給する第3供給部と,
dTTPもしくはそのアナログ体を前記容器に供給する第4供給部と,
反応液を前記容器に供給する第5供給部と,
洗浄液を前記容器に供給する第6供給部と,
有機塩を含み水と非混和性の液体,もしくは水と非混和性の液状の有機塩からなる媒体を前記容器に供給する第7供給部と,
前記容器への前記第1供給部,第2供給部,第3供給部,第4供給部,第5供給部,第6供給部及び第7供給部からの溶液の供給を制御し,前記第5供給部からの反応液の供給及び前記第7供給部からの媒体の供給に同期して前記測定部による電位差測定を行う制御部と
を備えることを特徴とする分析装置。
A container having a plurality of reaction tanks, each of which is partitioned by a partition wall and in which a nucleic acid is fixed, or a member to which the nucleic acid is fixed is disposed;
A plurality of measuring electrodes respectively disposed in a plurality of previous reaction vessels;
One reference electrode provided with an internal liquid storage portion for containing the internal liquid, and arranged to contact the solution introduced into the container;
A measurement unit including a plurality of field effect transistors for measuring a potential difference between the plurality of measurement electrodes and the reference electrode;
a first supply section for supplying dATP or an analog thereof to the container;
a second supply unit for supplying dGTP or an analog thereof to the container;
a third supply unit for supplying dCTP or an analog thereof to the container;
a fourth supply unit for supplying dTTP or an analog thereof to the container;
A fifth supply unit for supplying the reaction liquid to the container;
A sixth supply unit for supplying a cleaning liquid to the container;
A seventh supply unit for supplying the container with a liquid containing an organic salt and immiscible with water or a liquid organic salt immiscible with water;
Controlling the supply of the solution from the first supply unit, the second supply unit, the third supply unit, the fourth supply unit, the fifth supply unit, the sixth supply unit and the seventh supply unit to the container; 5. An analysis apparatus comprising: a control unit that performs a potential difference measurement by the measurement unit in synchronization with the supply of the reaction liquid from the 5 supply unit and the supply of the medium from the seventh supply unit.
JP2007165117A 2007-06-22 2007-06-22 Analysis equipment Expired - Fee Related JP4876031B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007165117A JP4876031B2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Analysis equipment
US12/155,919 US8128796B2 (en) 2007-06-22 2008-06-11 Analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007165117A JP4876031B2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Analysis equipment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009002839A JP2009002839A (en) 2009-01-08
JP2009002839A5 JP2009002839A5 (en) 2010-04-02
JP4876031B2 true JP4876031B2 (en) 2012-02-15

Family

ID=40135331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007165117A Expired - Fee Related JP4876031B2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Analysis equipment

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8128796B2 (en)
JP (1) JP4876031B2 (en)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4945279B2 (en) 2007-03-23 2012-06-06 株式会社日立製作所 DNA analysis method and analyzer
JP4962599B2 (en) * 2010-06-14 2012-06-27 大日本印刷株式会社 Field effect transistor biosensor
US9184099B2 (en) 2010-10-04 2015-11-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Biosensor devices, systems and methods therefor
US9399217B2 (en) 2010-10-04 2016-07-26 Genapsys, Inc. Chamber free nanoreactor system
WO2012047889A2 (en) 2010-10-04 2012-04-12 Genapsys Inc. Systems and methods for automated reusable parallel biological reactions
US8585973B2 (en) 2011-05-27 2013-11-19 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Nano-sensor array
US9926596B2 (en) 2011-05-27 2018-03-27 Genapsys, Inc. Systems and methods for genetic and biological analysis
JP5796373B2 (en) * 2011-06-28 2015-10-21 大日本印刷株式会社 Inspection instrument and inspection device
EP2785868B1 (en) 2011-12-01 2017-04-12 Genapsys Inc. Systems and methods for high efficiency electronic sequencing and detection
JP5392344B2 (en) * 2011-12-09 2014-01-22 大日本印刷株式会社 Field effect transistor biosensor
JP2013220066A (en) * 2012-04-17 2013-10-28 Hitachi Ltd Sensor chip and measuring method using the same
US9809852B2 (en) 2013-03-15 2017-11-07 Genapsys, Inc. Systems and methods for biological analysis
US20160258020A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-08 The Regents Of The University Of California Enrichment and detection of nucleic acids with ultra-high sensitivity
US10125393B2 (en) 2013-12-11 2018-11-13 Genapsys, Inc. Systems and methods for biological analysis and computation
US9822401B2 (en) 2014-04-18 2017-11-21 Genapsys, Inc. Methods and systems for nucleic acid amplification
WO2017068778A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrochemical measurement device and electrochemical measurement system
CN116397014A (en) 2016-07-20 2023-07-07 测序健康公司 Systems and methods for nucleic acid sequencing
JP6899559B2 (en) * 2017-03-27 2021-07-07 学校法人法政大学 Non-contact surface potential measuring device, measuring jig, and non-contact surface potential measuring method
JP2019002727A (en) * 2017-06-13 2019-01-10 株式会社豊田中央研究所 Transistor for sensors
MX2020003113A (en) 2017-09-21 2020-09-07 Genapsys Inc Systems and methods for nucleic acid sequencing.
CN109298037A (en) * 2018-12-25 2019-02-01 中国科学院烟台海岸带研究所 A kind of micro-volume device and its application method for Copper diethlydithiocarbamate measurement
WO2022025102A1 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 国立大学法人東京大学 Detection device, detection method, learning device, and detection device manufacturing method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5782769A (en) 1980-11-10 1982-05-24 Hitachi Ltd Automatic analyzing device
JPS63171355A (en) * 1987-01-09 1988-07-15 Seitai Kinou Riyou Kagakuhin Shinseizou Gijutsu Kenkyu Kumiai Semiconductor chemical sensor
JPS6461662A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor biosensor
JPH02231559A (en) * 1989-03-03 1990-09-13 Agency Of Ind Science & Technol Field effect transistor type ion sensor
US5413690A (en) 1993-07-23 1995-05-09 Boehringer Mannheim Corporation Potentiometric biosensor and the method of its use
DE19929264A1 (en) * 1999-06-25 2001-01-11 Meinhard Knoll Universal transducer
JP3306506B2 (en) * 1999-08-23 2002-07-24 独立行政法人産業技術総合研究所 Ion sensor using acyclic peptide
JP2001133436A (en) * 1999-11-01 2001-05-18 Microtec Nition:Kk Matrix type substrate for electrochemical emission
GB0009960D0 (en) * 2000-04-25 2000-06-14 Oncoprobe Limited Electrochemical sensing
DE10058394C1 (en) * 2000-11-24 2002-07-11 Siemens Ag Methods for biochemical analysis and associated arrangement
JP3799998B2 (en) * 2000-11-28 2006-07-19 株式会社日立製作所 Electrophysiological automatic measuring device and electrophysiological automatic measuring method
JP2003262607A (en) * 2002-03-11 2003-09-19 Horiba Ltd Chemical concentration sensor
JP4092990B2 (en) * 2002-09-06 2008-05-28 株式会社日立製作所 Biological and chemical sample inspection equipment
JP2005077210A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 National Institute For Materials Science Biomolecule detecting element and nucleic acid analyzing method using it
US20070258864A1 (en) * 2005-12-08 2007-11-08 Protein Discovery, Inc. Methods and devices for concentration and fractionation of analytes for chemical analysis
JP4309898B2 (en) * 2006-04-19 2009-08-05 株式会社東芝 Base sequence analyzer
JP4945279B2 (en) * 2007-03-23 2012-06-06 株式会社日立製作所 DNA analysis method and analyzer

Also Published As

Publication number Publication date
US8128796B2 (en) 2012-03-06
US20080314746A1 (en) 2008-12-25
JP2009002839A (en) 2009-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4876031B2 (en) Analysis equipment
CN101849180B (en) Multizone analyte testing sensor
ES2277933T3 (en) ELECTROCHEMICAL PROCEDURE TO MEASURE THE SPEED OF CHEMICAL REACTIONS.
EP0255291B1 (en) Method and apparatus for electrochemical measurements
Meyerhoff et al. Ion-selective electrodes
JP4195859B2 (en) FET type sensor, ion concentration detection method and base sequence detection method using the sensor
JP4945279B2 (en) DNA analysis method and analyzer
Suzuki et al. An integrated three-electrode system with a micromachined liquid-junction Ag/AgCl reference electrode
CN110337586A (en) For detecting the analyte detection of at least one of at least one fluid sample analyte
JP2007108160A (en) Dna measurement apparatus and dna measurement method
JPH05503580A (en) Polarographic chemical sensor with external reference electrode
JP5139538B2 (en) Potential difference sensor chip, potential difference measuring method, and measurement kit
US8702933B2 (en) Potentiometric sensor and analytical element
KR20100008260A (en) Protein measurement apparatus by using biosensor
Senel et al. Lab-in-a-pencil graphite: A 3D-printed microfluidic sensing platform for real-time measurement of antipsychotic clozapine level
D’Orazio et al. Electrochemistry and chemical sensors
Denuault et al. Potentiometric probes
Podrażka et al. Facilitated cation transfer at a three-phase junction and its applicability for ionophore evaluation
Durliat et al. Reagentless amperometric lactate electrode
JP2010286423A (en) Potential difference measuring method
JP5309042B2 (en) Potential difference measuring apparatus and potential difference measuring method
KR20220097909A (en) Method and system for dynamically measuring redox potential during chemical reaction
D’Orazio Electrochemical sensors: a review of techniques and applications in point of care testing
JP2010117183A (en) Potential difference measuring device
JP2002214178A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100217

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110921

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111101

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4876031

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees